Evolución del Estrés Residual durante el Fresado por Ranura para la Soldadura de Reparación y la Fabricación Aditiva por Arco de Alambre de Componentes de Acero de Alta Resistencia
Autores: Wandtke, Karsten; Becker, Amadeus; Schroepfer, Dirk; Kromm, Arne; Kannengiesser, Thomas; Scharf-Wildenhain, Ronny; Haelsig, André; Hensel, Jonas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aceros de alta resistencia
Procesos de fabricación aditiva
Soldadura
Mecanizado
Tensiones residuales
Investigación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Los aceros de alta resistencia ofrecen potencial para la optimización del peso debido a los espesores de pared reducidos en construcciones modernas. Los procesos de fabricación aditiva, como la Fabricación Aditiva por Arco de Alambre (WAAM), permiten la producción eficiente en recursos de estructuras. En el caso de defectos que ocurren en las uniones soldadas o en componentes WAAM debido a condiciones de proceso inestables, la solución económica es el desbaste o mecanizado local y la soldadura de reparación. Es importante comprender los efectos de los pasos de mecanizado sobre el estado de tensión multiaxial en conjunto con las restricciones de contracción relacionadas con el diseño. La investigación sobre cómo la soldadura y el fresado de ranuras de soldaduras y estructuras WAAM afectan las tensiones residuales aún es insuficiente. Por esta razón, se llevan a cabo investigaciones relacionadas con componentes de aceros de alta resistencia con límites de fluencia >=790 MPa en nuestra investigación. Se utilizaron correlación de imágenes digitales in-situ (DIC) y difracción de rayos X ex-situ (XRD) para analizar las tensiones y deformaciones inducidas en los especímenes durante y después del fresado. Los análisis sistemáticos revelaron una interacción significativa de la rigidez y la microestructura de los especímenes con las tensiones residuales iniciales inducidas por la soldadura. Las soldaduras de reparación posteriores pueden resultar en tensiones residuales significativamente más altas.
Descripción
Los aceros de alta resistencia ofrecen potencial para la optimización del peso debido a los espesores de pared reducidos en construcciones modernas. Los procesos de fabricación aditiva, como la Fabricación Aditiva por Arco de Alambre (WAAM), permiten la producción eficiente en recursos de estructuras. En el caso de defectos que ocurren en las uniones soldadas o en componentes WAAM debido a condiciones de proceso inestables, la solución económica es el desbaste o mecanizado local y la soldadura de reparación. Es importante comprender los efectos de los pasos de mecanizado sobre el estado de tensión multiaxial en conjunto con las restricciones de contracción relacionadas con el diseño. La investigación sobre cómo la soldadura y el fresado de ranuras de soldaduras y estructuras WAAM afectan las tensiones residuales aún es insuficiente. Por esta razón, se llevan a cabo investigaciones relacionadas con componentes de aceros de alta resistencia con límites de fluencia >=790 MPa en nuestra investigación. Se utilizaron correlación de imágenes digitales in-situ (DIC) y difracción de rayos X ex-situ (XRD) para analizar las tensiones y deformaciones inducidas en los especímenes durante y después del fresado. Los análisis sistemáticos revelaron una interacción significativa de la rigidez y la microestructura de los especímenes con las tensiones residuales iniciales inducidas por la soldadura. Las soldaduras de reparación posteriores pueden resultar en tensiones residuales significativamente más altas.