Estudio de las propiedades mecánicas y microestructurales de la soldadura por arco helicoidal en Hastelloy C-2000

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.3989/revmetalm.252

Palabras clave:

ERNiCrMo-4, Hastelloy C-2000, MPCGTAW, Resistencia mecánica, Soldadura por arco rotativo

Resumen


La aleación base niquel Hastelloy C-2000 se utiliza ampliamente en los sectores aeroespacial, químico y medicinal. El objetivo principal de este estudio era investigar la eficacia potencial del proceso de soldadura por arco giratorio en el Hastelloy C-2000. En la soldadura por arco giratorio se ha obtenido una fuerza centrífuga en la zona de fusión, con lo que se aumenta la calidad del cordón de soldadura. La corriente de soldadura, la velocidad de rotación y el diámetro de giro son parámetros independientes utilizados en el procedimiento de soldadura. La investigación microestructural se llevó a cabo utilizando microscopía óptica, diffracion de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (MEB). Se examinaron minuciosamente las características mecánicas de las muestras soldados. Se comparó la resistencia máxima (UTS), el valor de dureza (HV) y los experimentos de impacto de la soldadura por arco giratorio con los del método de soldadura por arco de tungsteno con gas de corriente pulsada multipaso (MPCGTAW). En 27 pruebas, el aumento de la corriente y de la velocidad de rotación dio lugar a una mayor profundidad de penetración y altura de la soldadura. La anchura de la soldadura resultó un poco elevada, con un diámetro de hilatura de 2 mm. En comparación, se observó que las muestras 5 y 15 tenían mejor dureza, resistencia a la tracción y tenacidad, especialmente con parámetros de soldadura adecuados, como la corriente (120 I y 140 I), la velocidad (1800 rpm) y el diámetro de giro (2 mm y 3 mm). Un estudio microestructural mostró la ausencia de segregación en el grano, lo que contribuyó al aumento de la dureza y la resistencia a la tracción del material. Los resultados novedosos del presente estudio sugieren que la soldadura por arco helicoidal podría ser superior para diversas uniones de Hastelloy C-2000 que podrían tener grandes aplicaciones en la industria.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Ahmad, M., Akhter, J.I., Akhtar, M., Iqbal, M., Ahmed, E., Choudhry, M. (2005). Microstructure and hardness studies of the electron beam welded zone of Hastelloy C-276. J. Alloys Compd. 390 (1-2), 88-93. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.08.031

Arulmurugan, B., Manikandan, M. (2018). Improvement of metallurgical and mechanical properties of gas tungsten arc weldments of Alloy 686 by current pulsing. Trans. Indian Inst. Met. 71, 2953-2970. https://doi.org/10.1007/s12666-018-1395-8

Arulmurugan, B., Sathish kumar, M., Balaji, D., Muralikrishnan, K., Pranesh, S., Praveen, V., Praveen kumar, K., Arivazhagan, N., Manikandan, M. (2021a). Development of an arc welding technique to preclude microsegregation in the dissimilar joint of Alloy C-2000 and C-276. P. I. Mech. Eng. Part E: J. Process Mech. Eng. 235 (5), 1408-1419. https://doi.org/10.1177/09544089211000011

Arulmurugan, B., Sathish Kumar, M., Kannan, T., Karuppiah, S., Kumaraguru, N., Ponsundar, E., Ragu, G., Manikandan, M. (2021b). Investigation of mechanical and microstructure characteristics of nickel-based C-2000 super alloy using laser beam welding. Mater. Today Proc. 43 (5), 3044-3049. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.393

Birks, N., Meier, G.H., Pettit, F.S. (2006). Introduction to the high-temperature oxidation of metals. 2nd edición, Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9781139163903

Câmpurean, A.M., Sirbu, N.A., Verbiţchi, V., Duma, J., Popescu, R.N. (2023). Development of a Gas-Metal-Arc Welding Technology with Combined Spin-Arc and Weaving Facilities for Ship Building. Mater. Sci. Forum 1095, 59-68. https://doi.org/10.4028/p-we4fLO

Choudhary, D., Jindal, S., Mehta, N.P. (2011). To study the effect of welding parameters on weld bead geometry in SAW welding welding process. Elixir Mech. Engg. 5519-5524. https://www.researchgate.net/publication/272510315.

Han, D., Wei, J., Wang, S., Pan, Y., Xue, J., Wei, Y. (2020). Feather-like NiCo2O4 self-assemble from porous nanowires as binder-free electrodes for low charge transfer resistance. Front. Mater. Sci. 14, 450-458. https://doi.org/10.1007/s11706-020-0528-2

Hao, C., Li, K., Jincheng, P., Boce, X., Dong, D., Baohua, C. (2021). Effect of the welding position on weld quality when laser welding Inconel 617 Ni-based super alloy. Opt. Laser Technol. 139, 106962. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.106962

Khanna, P., Maheshwari, S. (2016). Effect of Welding Parameters on Weld Bead Characteristics during MIG Welding of Stainless Steel 409M. J. Prod. Eng. 19 (2), 43-48.

Li, X.M., Bai, J.W., Liu, P.P., Zhu, Y.M., Xie, X.S., Zhan, Q. (2013). Coherent Ni2(Cr, Mo) precipitates in Ni-21Cr-17Mo superalloy. J. Alloys Compd. 559, 81-86. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.01.098

Liu, X., Guo, Y., Zhang, W., Wu, D., Huang, R., Yang, M., Lu, B. (2022). Dynamic formation characteristics and mechanism of hybrid laser arc welding surface layer by Ni-based filler metal based on rotating laser induction. J. Mater. Res. Technol. 20, 3600-3615. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.08.121

Ma, G., Wu, D., Guo, D. (2011). Segregation characteristics of pulsed laser butt welding of Hastelloy C-276. Metall. Mater. Trans. A 42 (13), 3853-3857. https://doi.org/10.1007/s11661-011-0978-3

Manikandan, M., Arivazhagan, N., Rao, M.N., Madhusudhan Reddy, G. (2014). Microstructure and mechanical properties of ally C-276 weldments fabricated by continuous and pulsed current gas tungsten arc welding techniques. J. Manuf. Processes 16 (4), 653-572. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2014.08.002

Mcdaniels, R.L., Chen, L., Steward, R., Liaw, P.W., Buchanan, R.A., Steve, W., Kelvin, L., Klarstrom, D.L. (2011). The strain-controlled fatigue behavior and modeling of Hastelloy C®-2000® superalloy. Mater. Sci. Eng. A 528 (12), 3952-3960. https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.10.024

Mistry, P.J. (2016). Effect of Process Parameters on Bead Geometry and Shape Relationship of Gas Metal Arc Weldments. Int. J. Adv. Res. Mech. Eng. Technol. 2, 24-27.

Naffakh, H., Shamanian, M., Ashrafizadeh, F. (2009). Dissimilar welding of AISI 310 austenitic stainless to nickel based alloy Inconel 657. J. Mater. Process. Technol. 209 (7), 3628-3639. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2008.08.019

Pathak, U., Taiwade, R.V., Balbande, S. (2020). Weldability of bimetallic butt joint between hastelloy C-276 and advance austenitic stainless steel. Mater. Today: Proc. 28 (4), 2547-2550. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.114

Prajapati, P., Badheka, V.J., Mehta, K. (2018). An outlook on comparison of hybrid welds of different root pass and filler pass of FCAW and GMAW with classical welds of similar root pass and filler pass. Sadhana 43 (75), 1-10. https://doi.org/10.1007/s12046-018-0869-z

Qiu, Z., Wu, B., Zu. H., Wang, Z., Helllier, A., Ma, Y., Li, H.., Muransky, O., Wexler, D. (2020). Microstructure and mechanical properties of wire arc additively manufactured Hastelloy C276 alloy. Mater. Des. 195, 109007. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.109007

Singh, R.P., Gupta, R.C., Sarkar, S.C. (2013). Prediction of Weld Width of Shielded Metal Arc Weld under Magnetic Field using Artificial Neural Networks. Int. J. Comput. Eng. Res. 3 (1), 58-64.

Singh, A., Singh, V., Singh, A.P., Patel, D., Gupta, S.K. (2023). Experiment analysis of A-TIG welding and comparison between TIG, Double-TIG, and A-TIG of Hastelloy C-276. Mater. Today: Pro. (In Press). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.05.199 PMCid:PMC10293932

Vara Prasad, V., Madhu Babu, C., Ajay, P. (2018). A Review on Rotating Arc Welding Process. Mater. Today: Proc. 5 (2), 3551-3555. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.11.603

Yuquan, G., DongJiang, W., Guangyi, M., Dongming, G. (2014). Numerical simulation and experimental investigation of residual stresses and distortions in pulsed laser welding of Hastelloy C-276 thin sheets. Rare Metal Mater. Eng. 43 (11), 2633-2668. https://doi.org/10.1016/S1875-5372(15)60022-4

Zhang, X., Zagidulin, D., Shoesmith, D.W. (2013). Characterization of film properties on the Ni-Cr-Mo alloy C-2000. Electrochim. Acta 89, 814-822. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.11.029

Publicado

2023-12-30

Cómo citar

Karthic Subramaniyan, I., Kumaravel Srividhya, P., & Kesavan, J. (2023). Estudio de las propiedades mecánicas y microestructurales de la soldadura por arco helicoidal en Hastelloy C-2000. Revista De Metalurgia, 59(4), e252. https://doi.org/10.3989/revmetalm.252

Número

Sección

Artículos