Influencia de la temperatura de precalentamiento sobre la microestructura, dureza, susceptibilidad a fisuración en frío y extensión de ZAC en la soldadura del acero AISI 9260, utilizando proceso SMAW

Abstract

Se ha estudiado la influencia de la temperatura de precalentamiento sobre la microestructura, susceptibilidad a la fisuración en frio, dureza y extensión de ZAC en la unión de planchas de acero AISI 9260, soldadas mediante proceso SMAW con electrodo de aporte E7018. Se utilizó diseño unifactorial con 5 niveles de la variable (100 °C; 140 °C; 180°C; 220°C y 260°C), tres réplicas del experimento y tres pruebas testigo para e1 proceso, obteniéndose 18 pruebas en total. Cada probeta, según norma WIC, consta de dos planchas de acero AISI 9260 de 50,0 x 76,0 x 12,5 mm, junta en “V” y separación de raíz de 1,0 mm, montados sobre una plancha enfriadora, de acero A36, de dimensiones 70,0 x 180,0 x12,5 mm. La temperatura inicial, antes de precalentamiento fue de 9°C. El soldeo se realizó según el diseño de aleatorización de pruebas, ejecutando 3 cordones en multipase y precalentamientos controlados de inicio y de interpase para luego colocar en carril de aluminio a 14°C. En los perfiles de dureza versus microestructura en 4 puntos selectos (ZF, ZAC, línea final ZAC y MB), muestran la relación entre la dureza y cambios microestructurales debido a las temperaturas de precalentamiento, energía del proceso y material de aporte. Se observaron microfisuras en la ZAC de casi todas las probetas. En la ZAC, los nuevos microconstituyentes generaron zonas de extrema dureza bajo el cordón y zonas de baja dureza debido a sobrerevenidos. Las distancias medidas desde el centro del cordón hacia dichas zonas y hacia el extremo máximo de ZAC se incrementaron como influencia del precalentamiento desde 9°C hasta 260°C para SMAW. En la ZF se observaron zonas columnares y zonas refinadas con microconstituyentes típicos, las durezas resultaron bajas, con valores de menor dureza de 182 Hv5.0 y 186 Hv5.0, luego de utilizar proceso SMAW y se mantuvieron aproximadamente constantes. Los niveles de dureza en ZF para SMAW no resultaron de un nivel aceptables para el servicio de la unión soldada. No se ha determinado una temperatura óptima de precalentamiento en el rango de temperaturas estudiado para las condiciones dadas en el estudio. A más de 426°C pueden existir riesgos de sobrerevenido, además el acero AISI 9260 perdería tenacidad rápidamente. Las condiciones elasticidad de la unión en ZAC y ZF para proceso SMAW debido a carril enfriador a 14°C resultaron afectadas respecto al metal base en estado de suministro, inutilizando la estructura para el servicio.

The influence of preheating temperature on the microstructure, susceptibility to cracking embrittlement hardness and ZAC extension in the union of AISI 9260 steel plates, welded using the SMAW process with E7018 filler electrode, has been studied. A unifactorial design was used with 5 levels of the variable (100 ° C; 140 ° C; 180 ° C; 220 ° C and 260 ° C), three replicates of the experiment and three control tests for the process, obtaining 18 tests in total. Each specimen, according to the WIC standard, consists of two AISI 9260 steel plates measuring 50.0 x 76.0 x 12.5 mm, a “V” joint and a 1.0 mm root separation, mounted on a cooling plate. made of A36 steel, with dimensions 70.0 x 180.0 x12.5 mm. The initial temperature, before preheating, was 9 ° C. The welding was carried out according to the randomization test design, executing 3 beads in multipase and controlled start and interpass preheats and then placed on an aluminum rail at 14 ° C. In the hardness profiles versus microstructure in 4 selected points (ZF, ZAC, final line ZAC and MB), show the relationship between hardness and microstructural changes due to preheating temperatures, process energy and filler material. Microcracks were observed in the HAZ of almost all specimens. In the ZAC, the new microconstituents generated areas of extreme hardness under the cord and areas of low hardness due to overturning. The distances measured from the center of the bead to these zones and towards the maximum end of HAZ increased as an influence of preheating from 9°C to 260°C for SMAW. Columnar zones and refined zones with typical micro-constituents were observed in the ZF, the hardnesses were low, with lower hardness values of 182 Hv5.0 and 186 Hv5.0, after using the SMAW process and they remained approximately constant. The ZF hardness levels for SMAW were not an acceptable level for welded joint service. An optimal preheating temperature has not been determined in the range of temperatures studied for the conditions given in the study. At more than 426 ° C there may be risks of over-tempering, furthermore AISI 9260 steel would lose toughness quickly. The elasticity conditions of the joint in ZAC and ZF for the SMAW process due to the cooling rail at 14 ° C were affected with respect to the base metal in the supply state, rendering the structure unusable for service.