Revista de Metalurgia, Vol 52, No 3 (2016)

Efecto de la corriente pulsada en el proceso de soldadura GTAW en titanio 6Al4V con y sin metal de aporte

Celso E. Cruz-González, Héctor I. Gala-Barrón, José D. Mosquera-Artamonov, Hugo Gámez-Cuatzin

DOI: http://dx.doi.org/10.3989/revmetalm.071

Resumen


En este trabajo se determinó la influencia de la corriente continua, la corriente pulsada con 20 y 50 Hz de frecuencia en las propiedades mecánicas, microestructura así como ancho del cordón del proceso de soldadura GTAW en titanio 6Al4V de 1,6 mm de espesor. Se realizó un diseño de experimentos factorial completo con tres réplicas. En el diseño de experimentos fueron analizados los factores, como el uso de aporte y frecuencia. Se consideraron dos niveles para el factor metal de aporte cuyo nivel máximo es el uso de aporte y el mínimo sin uso de aporte. Para el caso de la frecuencia se consideraron tres niveles, siendo el mínimo, corriente continua, 20 Hz como nivel medio y 50 Hz como nivel máximo. Se realizaron ensayos mecánicos de tensión, microdureza Vickers 500 g, así como macro y micrografías de las uniones soldadas. Se encontró que las propiedades mecánicas de la unión son afectadas significativamente (valor P < 0,05) con respecto a la frecuencia, tanto utilizando metal de aporte, o sin el uso de este. El ancho de cara y raíz disminuyó cuando ocurrió un cambio de corriente continua a 20 Hz, mientras que de 20 a 50 Hz no presentó un cambio significativo.

Palabras clave


Corriente; Diseño de experimentos; GTAW; Propiedades mecánicas; Titanio

Texto completo:


HTML PDF XML

Referencias


ASTM B265-11 (2011). Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Strip, Sheet, and Plate. American Society for Testing Materials.

ASTM E3-11 (2011). Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens. American Society for Testing Materials.

ASTM E384-11 (2011). Standard Test Method for Knoop and Vickers Hardness of Materials. American Society for Testing Materials.

ASTM E8/E8M-11 (2011). Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. American Society for Testing Materials.

ASTM E1086-08 (2008). Standard Test Method for Analysis of Austenitic Stainless Steel by Spark Atomic Emission Spectrometry. American Society for Testing Materials.

AWS A5.16/A5.16M (2007). Specification for Titanium and Titanium Alloy Welding Electrodes and Rods. 5th Edition, American Welding Society.

AWS/ANSI D17.1/D17.1M (2010). Specification for Fusion Welding for Aerospace Applications. American Welding Society.

Baeslack, W. (2010). Selection of Non Ferrous Low-Temperature Materials. In Welding, Brazing and Soldering, Vol. 6, American Materials Society, Ohio, USA, pp. 507–554.

Balachandar, K., Subramanya Sarma, V., Pant, B., Phanikumar, G. (2009). Microstructure and Mechanical Properties of Gas-Tungsten-Arc–Welded Ti-15-3 Beta Titanium Alloy. Metall. Mater. Trans. A 40 (11), 2685–2693. http://dx.doi.org/10.1007/s11661-009-9952-8

Balasubramanian, M., Jayabalan, V., Balasubramanian, V. (2007). Response Surface Approach to Optimize the Pulsed Current Gas Tungsten Arc Welding Parameters of Ti-6Al-4V Titanium Alloy. Met. Mater. Int. 13 (4), 335–344. http://dx.doi.org/10.1007/BF03027891

Balasubramanian, V., Ravisankar, V., Madhusudhan Reddy, G. (2008). Effect of pulsed current welding on mechanical properties of high strength aluminum alloy. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 36 (3), 254–262. http://dx.doi.org/10.1007/s00170-006-0848-0

Cruz, C., Hiyane, G., Mosquera-Artamonov, J.D., Salgado, J.M. (2014). Optimización del proceso de soldadura GTAW en placas de Ti6Al4V. Soldag. Insp. São Paulo 19 (1), 2–9. http://dx.doi.org/10.1590/S0104-92242014000100002

Gordienko, A.I., Dymovskii, A.S., Kozina, I.Y. (1991). Correlation of grain-structure parameters with the properties of thermally strengthened titanium alloys VT6 and VT23. Met. Sci. Heat Treat. 33 (2), 137–141. http://dx.doi.org/10.1007/BF00773891

Greenfield, M.A., Duvall, D.S. (1975). Welding of an Advanced High strenght titanium alloys. Weld. Res. Suppl. (March), 73s-85s.

Hallum, D.L., Baeslack, W.A. (1990). Nature of Grain Refinement in Titanium Alloy Welds by Microcooler Inoculation. Weld. Res. Suppl. (September), 326s–336s.

Kumar, P., Datta, C.K. (2012). Pulsed Parameters Optimization of GTAW Process for Mechanical Properties of Ti-6Al-4V Alloy using Taguchi Method. IJESIT 1 (1), 75–80.

Lutjering, G. (1998). Influence of processing on microstructure and mechanical properties of (ab) titanium alloys. Mat. Sci. Eng. A-Struct 243 (1-2), 32–45. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-5093(97)00778-8

Milek, W., Dickerson, P., Rager, D., Sanders Jr, W. (1991). Design for Welding. In Welding Handbook, Vol. 1, American Welding Society, Miami, USA, pp. 126–192.

Mingxang, Y., Bojin, Q., Baoqiang, C., Fangjun, L., Zhou, Y. (2013). Effect of pulse frequency on microstructure and properties of Ti-6Al-4V by ultrahigh-frequency pulse gas tungsten arc welding. Int. J. Adv. Manuf. Tech. 68 (1), 19–31.

Montgomery, D. (2004). Diseño y Análisis de Experimentos, 2da Ed., Limusa S.A., pp. 427–466.

Padmanaban, G., Balasubramanian, V. (2011). Influences of Pulsed Current Parameters on Mechanical and Metallurgical Properties of Gas Tungsten Arc Welded AZ31B Magnesium Alloy. Met. Mater. Int. 17 (4), 679–687. http://dx.doi.org/10.1007/s12540-011-0826-4

Saedi, H.R., Unkel, W. (1988). Arc and Weld Pool Behavior for Pulsed Current GTAW. Weld. Res. Suppl. (November), 247s–255s.

Wang, S., Wei, M. (2004). Tensile properties of gas tungsten arc weldments in commercially pure titanium, Ti-6Al-4V and Ti-15V 3Al-3Sn-3Cr alloys at different strain rates. Sci. Technol. Weld. Joi. 9 (5), 415–422. http://dx.doi.org/10.1179/136217104225021599

Yunlian, Q., Ju, D., Quan, H., Liying, Z. (2000). Electron beam welding, laser beam welding and gas tungsten arc welding of titanium sheet. Mater. Sci. Eng. A-Struct. 280 (1), 177–181. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-5093(99)00662-0




Copyright (c) 2016 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Licencia de Creative Commons
Este obra está bajo una licencia Creative Commons Reconocimiento 3.0 España (CC-by).


Contacte con la revista revista@cenim.csic.es

Soporte técnico soporte.tecnico.revistas@csic.es