Evaluación de la influencia de los parámetros del proceso de soldadura SMAW en la soldabilidad y el desempeño de la unión soldada del acero balístico MIL-DTL-46100E con electrodo E312-16 en la Construcción Naval /

Abstract

El acero balístico 46100E, usado en la construcción de embarcaciones es de difícil soldabilidad por tener alto carbono equivalente y haber sido tratado con temple y revenido, con dureza superior a los 40 HRC (Hardness Rockwell C). Actualmente se sueldan las planchas por el método SMAW con electrodo E312-16. El WPS establecido para este fin establece una soldadura sin bisel, con una apertura de 6 mm y con tres pases de soldadura, con electrodo E312-16, diámetro de 1/8” Los resultados micro estructurales y la distribución de las propiedades mecánicas de estas uniones no son las deseadas: el cordón (zona de fusión) es muy ancho con dureza muy baja, la Zona afectada térmicamente (ZAT) del metal base es muy ancha, con una importante caída de dureza respecto a la deseada en dicha zona; estas dos zonas blandas contiguas hacen que la unión sea vulnerable a los impactos de balas, creando una alta probabilidad de ser perforada por un proyectil. A esto se suma otro problema, que en la zona de sobrecalentamiento aparecen picos de dureza por presencia de martensita, lo que sumado a las tensiones residuales y el hidrógeno difusivo puede provocar formación de grietas en frío. En este proyecto se ha planteado encontrar una mejor combinación de parámetros tecnológicos de soldadura que permitirán reducir el ancho de las zonas blandas (metal de aporte y ZAT) y nivelar los valores de dureza en estas zonas tratando que sean lo más cercano al del metal base no afectado térmicamente (subir dureza del metal de aporte por dilución, bajar los picos de dureza de la zona de sobrecalentamiento y subir dureza del resto de la ZAT)

En el proyecto de grado, se desarrollan corridas experimentales de soldadura SMAW del acero balístico y el electrodo antes mencionados con tres variables en dos niveles: 1) Apertura (separación de las juntas) de 3,5 mm y de 2,5 mm; 2) con precalentamiento de (180-200) °C y sin precalentamiento y la energía lineal de soldadura en dos niveles (cambiando el diámetro del electrodo). Lo que permitirá evaluar de forma preliminar la influencia de estas combinaciones en los parámetros de interés: ancho de las zonas de la unión (cordón y ZAT) y niveles de dureza en la unión. Para este estudio se seleccionaron las probetas para análisis macro estructural y micro estructural por microscopía óptica y electrónica. Se desarrollaron perfiles de dureza y se correlacionan propiedades mecánicas con microestructuras, obteniendo resultados satisfactorios en cuanto a la integridad de la unión soldada. Estos resultados servirán de base para nuevas corridas experimentales y sus réplicas en para el procesamiento estadístico y la inclusión de nuevos ensayos, como pueden ser los de impacto balístico.