Efecto de las nanopartículas de TiO2 adicionadas al fundente utilizado en la soldadura por arco sumergido

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se estudió el efecto que tienen las nanopartículas de TiO2 adicionadas al fundente utilizado en la soldadura por acero sumergido, SAE. Se soldaron dos placas de acero ASTM A36, una con el fundente EM12-K y la otra con el mismo fundente más un diez porciento en peso de nanopartículas de TiO2 y fueron designadas como soldadura estándar y soldadura con TiO2. Ambas soldaduras se ensayaron en tensión, fractura por impacto Charpy y microdureza Vickers. Se llevó a cabo un análisis fractográfico por microscopia electrónica de barrido, MEB, de las muestras ensayadas por tensión y fractura por impacto Charpy. La caracterización microestructural se llevó a cabo sobre el metal base, zona afectada por el calor, ZAC, y el cordón de soldadura, por microscopía óptica, MO. De los resultados del ensayo de tensión, la mayor resistencia máxima la presentó el cordón con adición de nanopartículas de TiO2. La energía absorbida, de la prueba de fractura por impacto Charpy, para la soldadura estándar fue de 27.3 J y para la soldadura con TiO2 fue de 7.7 J -45ªC. El análisis fractográfico, de las superficies, ensayadas en tensión reporto fractura dúctil para ambos cordones, mientras que las superficies de fractura, del ensayo Charpy, tiene fractura dúctil y frágil. Sin embargo, en el cordón con nanopartículas de TiO2 predomina la fractura frágil. La dureza de la soldadura con TiO2 fue del 195.82 HV y es mayor que la soldadura estándar. El metal base tiene una microestructura bandeada formada por ferrita y perlita. La ZAC, para ambas soldaduras, está constituida por ferrita equiaxial y ferrita acicular, con la diferencia que el cordón con TiO2 la microestructura es más fina y homogénea. Del análisis de resultados se comprueba que la adición de un diez porciento es peso de nanopartículas de TiO2 en el proceso de arco sumergido, promueve una microestructura principalmente compuesta de ferrita acicular fina y ferrita equiaxial por lo que aumenta la resistencia máxima y la dureza del cordón de soldadura.