Efecto de la aplicación de campo electromagnético sobre la microestructura y propiedades mecánicas de la unión disímil 2205/316L

Abstract

The effect on the microstructure and mechanical properties with and without the application of an external axial electromagnetic field (EMF) of 3 mT during welding plates of 2205 duplex stainless steel (DSS) and 316L austenitic stainless steel (ASS) was studied. Plates of 6.35 mm in thickness with a single-V joint configuration were welded by the gas metal arc welding (GMAW) process in a sole pass by adjusting welding parameters to heat input 1.2 kJ/mm. An ER2209 filler wire along with the mixture 95% Ar + 3% N2 + 2% O2 as shielding gas was used. The direction of the magnetic field lines was parallel to the electrode by feeding electric current into a coil placed around the joint. Microstructural characterization of the welds revealed that with the electromagnetic stirring of the weld pool, the extent of the high temperature heat affected zone (HTHAZ) of 2205 DSS was reduced from 6.77 mm2 to 4.04 mm2. Vickers microhardness (HV100) values of the 2205 DSS were maintained to about 254 ± 10 with a slight increase in the HTHAZ up to 272 ± 2. Microhardness in the heat affected zone (HAZ) of the 316L decreased ~18.5% as compared to the 316L ASS in the as-received condition. The tensile strength of the dissimilar welded samples was higher than the resistance of the weaker base metal, 316L, with fracture consistently occurring far away from the fusion line.

Se estudió el efecto sobre la microestructura y las propiedades mecánicas con y sin la aplicación de un campo electromagnético externo (CEME) de manera axial de 3 mT durante la soldadura de placas de acero inoxidable dúplex (AID) 2205 y acero inoxidable austenítico (AIA) 316L. Placas con espesor de 6,35 mm y preparación de junta en simple V se soldaron con el proceso de soldadura de arco metálico con protección gaseosa (GMAW, por sus siglas en inglés) de una sola pasada ajustando los parámetros de soldadura para un aporte térmico de 1,2 kJ/mm. Se utilizó como metal de aporte el electrodo ER2209 de 1.2 mm de diámetro y como gas de protección una mezcla de 95% de Ar + 3% de N2 + 2% de O2. La dirección de las líneas del campo magnético fue paralela al electrodo, utilizando a una bobina alimentada con corriente eléctrica colocada alrededor de la junta. La caracterización microestructural de las soldaduras reveló que, con la agitación electromagnética (AEM) de la pileta de soldadura, la extensión de la zona afectada térmicamente de alta temperatura (ZATAT) del AID 2205 se redujo de 6.77 mm2 a 4.04 mm2. Los valores de microdureza Vickers (HV100) del AID 2205 se mantuvieron aproximadamente de 254 ± 10 con un ligero aumento en la ZATAT de hasta 272 ± 2. La microdureza en la zona afectada térmicamente (ZAT) del 316L disminuyó ~ 18.5% en comparación con el AIA 316L en condición de llegada. La resistencia a la tracción de las probetas de la soldadura disímil fue mayor que la resistencia del metal base (MB) más débil, 316L, con una fractura que ocurre de manera constante alejada de la línea de fusión.