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ACEROS ESTRUCTURALES

ACEROS AL CARBONO

Para la mayora de las aplicaciones consideradas en aceros al carbono, la importancia de la resistencia mecnica es, en cierto modo, relativamente pequea, del mismo modo que el factor peso no es primordial. De esta forma, los aceros al Carbono comunes, simplemente laminados y sin ningn tratamiento trmico, son plenamente satisfactorios y constituyen un porcentaje considerable dentro de los aceros estructurales.

Se Clasifican como: Aceros hipoeutectoides: Son aquellos aceros que contienen menos de 0,77% de carbono, su microestructura a temperatura ambiente est formada por ferrita y perlita. Aceros eutectoides: Son aquellos que poseen exactamente 0,77% de carbono, su microestructura a temperatura ambiente est formada totalmente por perlita.Aceros hipereutectoides: Son aquellos que contienen ms de un 0,77% de carbono, su microestructura a temperatura ambiente est formada por cementita y perlita.

ACEROS DE ALTA RESISTENCIA Y BAJA ALEACION/ HSLA

Se denominan con las siglas HSLA que provienen de la frase: High-strength low steel que significa: acero de alta resistencia y baja aleacinSon solicitados en aplicaciones, en donde se exige una relacin resistencia/peso ms satisfactoria. Como en el caso de la industria del transporte, camiones, buses, equipo ferroviario, naval, etc. debido a las condiciones propias del servicio, debe caracterizarse por un peso relativamente bajo y una alta resistencia. Esta condicin es fundamental ya que estas estructuras estn sujetas a esfuerzos e impactos severos, adems de una resistencia a la corrosin adecuada.

Caracteristicas Los aceros microaleados, tambin conocidos como aceros de baja aleacin y alta resistencia a la traccion (HSLA), son aceros de bajo o medio contenido en carbono con pequeas cantidades de elementos de aleacin. Los elementos que, en forma de microaleacin, se emplean ms para la fabricacin de estos aceros son Cr, Ni, Mo, V, Zr (zirconio), Cu (cobre), Ti (titanio), Nb (niobio), N (nitrogeno) y P (fosforo). La funcin principal de estos microaleantes es contribuir al endurecimiento de la ferrita, por medio del afino de grano, endurecimiento por precipitacin y endurecimiento por formacin de solucin slida.

CRITERIOS TECNICOS BASICOS PARA UNA ADECUADA SOLDADURA DE LOS ACEROS ESTRUCTURALES

La soldadabilidad de un acero depende en gran medida de su composicin qumica, tanto por el contenido de carbono como de otros elementos de composicin que actan de manera anloga. Cuanto mayor sea el porcentaje en peso de carbono y otros elementos de composicin mayor ser la tendencia al aumento de templabilidad del acero y consecuentemente menor su soldabilidad, en consecuencia cuanto mayor sea el valor del CE (Carbono equivalente) menor ser la soldabilidad del acero y debern tomarse medidas de precaucin para la soldadura de manera de evitar el riesgo a la aparicin de fisuras.

Una clasificacin muy tilizada para evaluar la soldabilidad de los aceros de baja aleacin, basada en la composicin qumica o procesamiento es la siguiente:

Regiones de la Unin SoldadaLa unin soldada se divide en dos regiones: el metal de soldadura (MS) y la zona afectada por el calor (ZAC) en el material base (MB) tal como se esquematiza en la figura 1.

El MS es la regin que corresponde a la pileta lquida de la soldadura o la que alcanza la fusin completa. Desde el punto de vista metalrgico en esta regin ocurre un proceso de solidificacin de relativa complejidad con la presencia de una microestructura primaria de granos columnares cuya morfologa depender del modo de solidificacin.En general un alto contenido de ferrita resulta en un metal de soldadura con un buen nivel de tenacidad. Por su parte la ZAC es una regin del metal base adyacente a la lnea de fusin cuyo tamao depender del aporte trmico de la soldadura. En la ZAC se producen transformaciones metalrgicas de estado slido, similares a las que ocurren en los tratamientos trmicos.

La zona adyacente a la lnea de fusin est caracterizada por una microestructura de granos gruesos donde se alcanza una temperatura por encima del punto crtico superior del acero produciendo austenitizacin con crecimiento de grano. El efecto del grano grueso deteriora la tenacidad haciendo que la ZAC, en esa regin, sea ms susceptible a la propagacin de una fisura. Adems, dependiendo del aporte trmico, la velocidad de enfriamiento y la composicin del acero pueden originarse, por transformacin, fases duras o frgiles sensibles a la aparicin de fisuras.

A=Zona de Grano CrecidoB=Zona de Grano RecristalizadoC=Zona Parcialmente TransformadaD=Metal Base Sin Afectar

DETERMINACION DEL PRECALENTAMIENTO EN LA SOLDADURA DE ACEROS ESTRUCTURALES

Un factor que controla la microestructura de la ZAC, es su velocidad de enfriamiento, esta velocidad depende de los espesores del material base, la geometra de la unin, el calor aportado y la temperatura de precalentamiento. La velocidad de enfriamiento puede entonces ser usada, dentro de cierto rango, para prevenir la formacin de microestructuras peligrosas en la ZAC.Si calentamos el material, previamente a la soldadura, disminuimos el desnivel trmico desde la temperatura de fusin del acero, De este modo se favorecen las transformaciones metalrgicas a estructuras ms blandas que resultan menos frgiles y propensas a fisuracin.La temperatura de precalentamiento tiene como principal funcin disminuir la velocidad de enfriamiento de la soldadura.

APLICACIN

Se aplica localmente por resistencia elctrica (mantas trmicas) o llama de gas y su medicin se realiza, siempre que sea posible, en la cara opuesta a la que se est aplicando la fuente de calor por medio de termocuplas, lpices termo-indicadores, termmetros de contacto, etc.

SELECCIN Y CLASIFICACION DE MATERIALES DE APORTE

La seleccin del material de aporte para una determinada unin soldada se basa fundamentalmente en dos criterios: La igualacin de la resistencia con el material base y la similitud de su composicin qumica.La igualacin de resistencia es frecuentemente aplicada en la soldadura de aceros estructurales en generalOtro caso particular lo constituyen las uniones soldadas de materiales dismiles, como es el caso de la soldadura de dos aceros de diferentes niveles de resistencia a la traccin o la soldadura de un acero inoxidable con un acero al carbono. Por ejemplo: el caso de dos aceros estructurales del mismo tipo pero de diferente resistencia mecnica requiere la seleccin de un material de aporte para la unin soldada que iguale al acero de menor resistencia.Electrodos RecomendadosCelulsicos Especiales, Bajo Hidrogeno Comunes, Especiales y Electrodos Hierro en Polvo

CTS METAL/MECANICA 2010