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Numerical Investigations on Residual Stress in Laser Penetration Welding Process of Ultrafine-Grained SteelInvestigaciones numéricas sobre la tensión residual en el proceso de soldadura por penetración láser de acero de grano ultrafino

Resumen

La prevención de las grietas de solidificación en el proceso de soldadura por penetración láser es esencial para la resistencia del componente soldado. La formación de grietas de solidificación puede atribuirse en última instancia a las tensiones residuales de la soldadura, por lo que deben tomarse medidas preventivas durante la misma. En este estudio, se investigaron los efectos de las tensiones residuales en la calidad de la soldadura por penetración láser de aceros de grano ultrafino. Se estableció un modelo de fuente de calor mediante el análisis de la metalografía de la sección transversal de la zona afectada por el calor (ZAC) del acero de grano ultrafino AN420s, y se obtuvo la composición química del cordón de soldadura utilizando un espectrómetro de fluorescencia FLS980-stm Edinburgh. Además, se estableció la relación constitutiva de acoplamiento entre la temperatura y la tensión de flujo del material basándose en la función de Gibbs, y la tensión residual de soldadura se obtuvo estableciendo puntos de trazado en un modelo de análisis de elementos finitos (FEA) basado en datos experimentales de la sección transversal del cordón de soldadura bajo diferentes condiciones de soldadura. Los resultados muestran que las grietas de solidificación de la soldadura se formarán cuando las tensiones residuales superen las tensiones de flujo del material en el cordón de soldadura, y las tensiones residuales pueden reducirse mediante un aumento razonable de la velocidad de soldadura. Los resultados indican que el criterio propuesto tiene una gran precisión y puede utilizarse para predecir la formación de grietas de solidificación en el proceso de soldadura por penetración láser.

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