Tratamiento Térmico Post-Soldadura de Juntas Soldadas de Acero S690QL1: Influencia en la Microestructura, Propiedades Mecánicas y Estrés Residual
Autores: Tomerlin, Damir; Mari, Dejan; Kozak, Draan; Samardi, Ivan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Tensiones residuales
PWHT
Propiedades mecánicas
Unión soldada
Tratamiento térmico
HSS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Durante la fabricación de estructuras soldadas, se produce cierto grado de tensiones residuales. El enfoque clásico para la reducción de tensiones residuales es el Tratamiento Térmico Post-Soldadura (PWHT). En el caso de aceros al carbono de grado estructural, el proceso térmico está bien establecido. En el caso del acero de alta resistencia S690QL1, que se fabrica utilizando el proceso de Temple y Revenido (QT) considerado en este documento, solo es posible un tratamiento PWHT limitado sin deteriorar las propiedades mecánicas. Dado que este grado de acero es susceptible a la entrada de calor posterior, el desafío es establecer parámetros adecuados de PWHT, logrando la reducción de tensiones residuales mientras se mantienen propiedades mecánicas suficientemente altas. El documento considera placas de acero HSS soldadas en juntas tipo X con metal de aporte ligeramente superior. El cupón soldado se prepara y se somete a tratamiento PWHT. La investigación sobre la influencia del tratamiento térmico se realizó utilizando los cuatro ciclos de PWHT diferentes y la condición inicial de material Tal como Soldado (AW). Los autores propusieron esos ciclos de PWHT basándose en recursos disponibles y en la literatura. La temperatura de mantenimiento del proceso se considera el parámetro variable directamente relacionado con el comportamiento de las propiedades del material. La metodología de análisis de la junta soldada incluye pruebas experimentales de propiedades mecánicas, examen metalográfico y cuantificación de tensiones residuales. Las pruebas de propiedades mecánicas incluyen pruebas de tracción, pruebas de impacto Charpy con muesca en V y pruebas de dureza en el ámbito de la junta soldada completa (BM + HAZ + WM). El examen metalográfico se realiza para caracterizar el material de la junta soldada en relación con los ciclos de PWHT aplicados. Para cuantificar las tensiones residuales, todas las muestras tratadas térmicamente se examinaron mediante el método de difracción de rayos X. Las pruebas de propiedades mecánicas determinaron que un aumento en la temperatura de mantenimiento del ciclo PWHT conduce a la degradación de las propiedades mecánicas probadas. Para zonas específicas de la junta soldada, la tendencia decreciente de la condición AW al Ciclo D (máx. 600 grados C) puede ser cuantificada. Basado en la comparación de especímenes representativos, los valores de resistencia (BM
Descripción
Durante la fabricación de estructuras soldadas, se produce cierto grado de tensiones residuales. El enfoque clásico para la reducción de tensiones residuales es el Tratamiento Térmico Post-Soldadura (PWHT). En el caso de aceros al carbono de grado estructural, el proceso térmico está bien establecido. En el caso del acero de alta resistencia S690QL1, que se fabrica utilizando el proceso de Temple y Revenido (QT) considerado en este documento, solo es posible un tratamiento PWHT limitado sin deteriorar las propiedades mecánicas. Dado que este grado de acero es susceptible a la entrada de calor posterior, el desafío es establecer parámetros adecuados de PWHT, logrando la reducción de tensiones residuales mientras se mantienen propiedades mecánicas suficientemente altas. El documento considera placas de acero HSS soldadas en juntas tipo X con metal de aporte ligeramente superior. El cupón soldado se prepara y se somete a tratamiento PWHT. La investigación sobre la influencia del tratamiento térmico se realizó utilizando los cuatro ciclos de PWHT diferentes y la condición inicial de material Tal como Soldado (AW). Los autores propusieron esos ciclos de PWHT basándose en recursos disponibles y en la literatura. La temperatura de mantenimiento del proceso se considera el parámetro variable directamente relacionado con el comportamiento de las propiedades del material. La metodología de análisis de la junta soldada incluye pruebas experimentales de propiedades mecánicas, examen metalográfico y cuantificación de tensiones residuales. Las pruebas de propiedades mecánicas incluyen pruebas de tracción, pruebas de impacto Charpy con muesca en V y pruebas de dureza en el ámbito de la junta soldada completa (BM + HAZ + WM). El examen metalográfico se realiza para caracterizar el material de la junta soldada en relación con los ciclos de PWHT aplicados. Para cuantificar las tensiones residuales, todas las muestras tratadas térmicamente se examinaron mediante el método de difracción de rayos X. Las pruebas de propiedades mecánicas determinaron que un aumento en la temperatura de mantenimiento del ciclo PWHT conduce a la degradación de las propiedades mecánicas probadas. Para zonas específicas de la junta soldada, la tendencia decreciente de la condición AW al Ciclo D (máx. 600 grados C) puede ser cuantificada. Basado en la comparación de especímenes representativos, los valores de resistencia (BM