Efecto de la microestructura en el comportamiento mecánico de una soldadura disímil AL-6XN/2205

Abstract

In this work we studied the effects on the microstructure and mechanical properties of AL- 6XN/2205 dissimilar weld through the process GMA welding. Plates 6.35 mm thick AL-6XN alloy and 2205 stainless steel were prepared which were cut a simple "V". Three electrodes were used; ER NiCrMo3, ER 2209 and ER 310 with 1.2 mm in diameter. The welding process variables was adjusted for a transfer protective gas sprayed with 97% Ar-3%N2, with an heat input of approximately 1.50 and 1.00 kJ/mm. Quantified dilutions show that in welding a high input is more than 40%, while in welding whit low heat input the dilution % is not more than 26%. Microstructure characterization of welds shows growth of ferrite grains with regeneration of austenite in the HAZ side 2205 duplex. The extension of HAZ high temperature on 2205 duplex stainless steel varied according heat input and filler metal. Scanning Electron Microscope analysis revealed the presence of Mo and Nb rich particles in the weld metal with ER NiCrMo3 filler metal and the presence of Cr rich particles in the weld metal with ER 310 filler metal due to the low rate of diffusion of these elements in the ? phase. Mechanical tensile tests generally show that in the specimens where applied higher heat input failure was encouraged in welding and low heat input failure into AL-6XN.

En el presente trabajo se estudió el efecto de la microestructura en el comportamiento mecánico de la soldadura disímil AL-6XN/2205 realizada por medio del proceso de soldadura con protección de gas (97% Ar-3% N2) y electrodo metálico consumible (GMAW, por sus siglas en inglés). Se cortaron placas de 6.35 mm de espesor de las aleaciones AL-6XN y 2205, se les dio una preparación en simple "V". Se utilizaron 3 electrodos; ER NiCrMo3, ER 2209 y ER 310 de 1.2 mm de diámetro. Las variables operativas del proceso de soldadura se ajustaron para producir una transferencia de metal por rocío con un calor de aporte de aproximadamente 1.50 y 1.00 kJ/mm. El porcentaje de dilución cuantificado muestra que en las soldaduras con un alto calor de aporte es mayor al 40%, mientras que en las soldaduras con bajo calor de aporte no pasa de 26%. La caracterización microestructural muestra un crecimiento de grano ferrítico con la regeneración de austenita en la ZAT del lado del MB dúplex 2205. La extensión de la zona afectada térmicamente de alta temperatura en el 2205 varió no solo en función del aporte, también dependió del electrodo utilizado. En el análisis por microscopia electrónica de barrido (MEB) se encontraron partículas ricas en Mo y Nb en la zona del metal de soldadura con el electrodo ER NiCrMo3, mientras que con el electrodo ER 310 se encontraron partículas ricas en Cr atribuido a la baja velocidad de difusión de dichos elementos en la fase ?. Las pruebas mecánicas de tensión en general muestran que en las probetas donde se aplicó un calor de aporte mayor la falla se propició en la soldadura y las de bajo aporte en el material base AL6XN.