Análisis de la microestructura y propiedades mecánicas de la soldadura con arco eléctrico indirecto e interacción electromagnética en el acero API 5L X-52

Abstract

In this research project joining steel plates API 5L X-52 with 9.5 mm thickness was performed in a single pass, using the joint design for the application of modified indirect electric arc (MIEA). Moreover, the effects produced by the application of low intensity electromagnetic interaction (EMI) during welding between the magnetic field inherent to the welding process and a 5 mT magnetic field generated externally with an intensity were analyzed. The joint was performed by the fusion process Gas Metal Arc Welding (GMAW) using ER70S-6 electrode as filler and a mixture of argon (98 %) and oxygen (2%) as a shielding gas. Furthermore, in order to avoid side of lack fusion and achieve complete penetration joints, the plates were preheated to 100 ° C. Subsequently, the effects in the microstructure of the weld and heat affected zone (HAZ) as well as the mechanical properties microhardness, tensile strength and impact toughness of welded joints were analyzed. Although the preheating temperature, a reduction in the HAZ grain growth in the joints made with EMI was observed. The mechanical properties of micro-hardness and strength were similar to those of the base material and higher impact toughness of unions, both the cord and the HAZ was higher in those made with EMI that performed without EMI.

En el presente proyecto de investigación se realizó la unión de placas de acero API 5L X-52 con 9.5 mm de espesor en una sola pasada, usando el diseño de junta para la aplicación del arco eléctrico indirecto modificado (AEIM). Además, se analizaron los efectos que produce la aplicación de la interacción electromagnética (IEM) de baja intensidad durante la soldadura, entre el campo magnético inherente al proceso de soldadura y un campo magnético generado de manera externa con una intensidad de 5 mT. La unión se realizó mediante el proceso de soldadura por fusión con arco metálico y protección con gas (GMAW, por sus siglas en inglés: Gas Metal Arc Welding), utilizando un electrodo ER70S-6 como material de aporte y una mezcla de argón (98 %) y oxígeno (2 %) como gas de protección. Además, con la finalidad de evitar la falta de fusión lateral y lograr una completa penetración en las uniones, las placas fueron precalentadas a 100 °C. Posteriormente se analizaron los efectos que se generaron en la microestructura del cordón de soldadura y zona afectada térmicamente (ZAT), así como las propiedades mecánicas de microdureza, resistencia a la tensión y tenacidad al impacto de las uniones soldadas. A pesar de la temperatura de precalentamiento, se observó una reducción de la ZAT de crecimiento de grano en las uniones realizadas con IEM. Las propiedades mecánicas de microdureza y tensión fueron similares a las del material base y la mayor resistencia al impacto de las uniones, tanto en el cordón como en la ZAT, fue mayor en las realizadas con IEM que la realizada sin IEM.