Comportamiento mecánico y electroquímico de una soldadura disímil 2205/316L optimizada

Abstract

In present research work, Taguchi methodology and analysis of variance (ANOVA) were used to optimize the response variables in the dissimilar welding of AISI 2205 duplex stainless steel (AID 2205) with AISI 316L austenitic stainless steel (AIA 316L) by means of pulsed metal arc shielded gas arc welding (GMAWP) process with ER-316L-Si as filler material. The welding parameters: peak current (Ip), background current (Ib) and pulse peak time (tp) were used in an orthogonal array, L9, to minimize the magnitude of the response variables such as the percentage dilution of the base materials (BM) and the extent of the heat affected zone (HAZ) of AID 2205. The design of experiments revealed that minimal change affected the weld bead geometry, weld metal microstructure, HAZ and microstructural characteristics at both interfaces of the welded joint. Subsequently, with the use of the ER-309L material and the use of spray and pulsed transfer modes, a comparison between welds was made. Using the electron backscattered diffraction (EBSD) technique, the preferential crystallographic directions that directly impact the mechanical and corrosion resistance behaviour were determined, in addition to the percentage of ferrite present in each of the welded conditions. On the other hand, with the use of the pulsed arc transfer mode causes the highest corrosion resistance, since values lower than 8% are obtained in the weld metal (MS) as well as an adequate balance on the side of the MB AID 2205 and AIA 316L.

En el presente trabajo de investigación se utilizó la metodología Taguchi y el análisis de la varianza (ANOVA) para optimizar las variables de respuesta en la soldadura disímil de acero inoxidable dúplex AISI 2205 (AID 2205) con acero inoxidable austenítico AISI 316L (AIA 316L) por medio del proceso soldadura por arco metálico pulsado y gas protector (GMAW-P) con material de aporte ER-316L-Si. Los parámetros de soldadura; corriente de pico (Ip), corriente de fondo (Ib) y tiempo de pico de pulso (tp) se utilizaron en un arreglo ortogonal, L9, con el fin de minimizar la magnitud de las variables de respuesta como el porcentaje de dilución de los materiales base (MB) y la extensión de la zona afectada térmicamente (ZAT) del AID 2205. El diseño de experimentos reveló que un cambio mínimo afecta la geometría del cordón de soldadura, la microestructura del metal de soldadura, de la ZAT y las características microestructurales en ambas interfaces de la junta soldada. Posteriormente con el uso del material ER-309L y el uso de los modos de transferencia por rocío y pulsado, se realizó una comparación entre soldaduras. Mediante la técnica de difracción de electrones retrodispersados (EBSD por sus siglas en inglés), se determinaron las direcciones cristalográficas preferenciales que impactan directamente en el comportamiento mecánico y de resistencia de la resistencia a la corrosión, además del porcentaje de ferrita presente en cada una de las condiciones soldadas. Por otro lado, se determinó que el uso del modo de transferencia con arco pulsado induce la mayor resistencia a la corrosión, pues se obtienen valores menores a 8% en el metal de soldadura (MS) así como un balance adecuado en el lado del MB AID 2205 y AIA 316L.