[EN] The coaxial laser cladding process is an excellent tool to obtain quality coatings, achieving complete melting and deposition of alloys with high melting point on complex 3D surfaces. In this work we have studied the coaxial laser cladding parameters for MCrAlY coatings (where M = Ni, Co, Fe or combinations of these), commonly used as bond coats in thermal barrier systems, among them: NiCoCrAlYTa, NiCoCrAlY, NiCrAlY and CoNiCrAlY; selecting the laser parameters that allow to obtain overlapping coatings with adequate geometrical aspect ratio, minimum dilution, low porosity and good metallurgical bond with the austenitic stainless steel substrate, by using a 2.2 kW Nd:YAG laser equipment and coaxial head with annular nozzle. The laser coatings have been characterized using various microstructural tech-niques, to identify their constituent phases and the type of microstructure obtained with coaxial laser processing. The mechanical properties were determined by three-point bending tests as well as micro hardness and nanoindentation tests. The high temperature oxidation behavior of the laser coatings and austenitic stainless steel substrate were studied through isothermal oxidation tests at 1100 ºC. The morphology and chemical composition of the oxidized surface were evaluated in detail. The oxidation kinetics and the thermal growth oxide scale, thickness, structure and composition of the oxide layers formed according to the oxidation time were also studied. Finally, friction and wear behavior at room temperature and elevated temperature (500 ºC) were studied by dry sliding tribological tests, in order to obtain the friction coefficient and wear resistance of MCrAlY laser cladding coatings and to compare their behavior with the substrate. The experimental results, allowing to analyze the influence of coaxial laser processing on mechanical properties and high temperature behavior of MCrAlY laser coatings, as well as their comparison with the AISI 304 austenitic stainless steel and MCrAlY coatings obtained by thermal spray processes that are currently used in bond coats. The results indicate that the coaxial laser cladding may be a good alternative to thermal spray processes, because microstructural integrity is improved and defects such as porosity and lack of metallurgical bonding were decreased. These facts, along with the enhancement of the oxidation and the wear resistance of MCrAlY alloys at high temperature, make the coaxial laser process potentially useful to obtain MCrAlY bond coats for new generation of thermal barrier systems. / [ES] El proceso de plaqueado láser coaxial es una excelente herramienta para la obtención de recubrimientos de calidad, logrando la completa fusión y deposición de aleaciones con elevado punto de fusión sobre superficies 3D complejas. En este trabajo se han estudiado los parámetros de procesado láser coaxial de superaleaciones MCrAlY (donde M = Ni, Co, Fe o combinaciones entre ellos), comúnmente empleadas como recubrimientos de anclaje en sistemas de barrera térmica, entre ellas: NiCoCrAlYTa, NiCoCrAlY, NiCrAlY y CoNiCrAlY; logrando seleccionar una combinación de parámetros que permiten obtener recubrimientos por solape de cordones con adecuada relación de aspecto, mínima dilución, bajo nivel de porosidad y buena unión metalúrgica con el sustrato de acero inoxidable austenítico, utilizando un equipo láser Nd:YAG de 2.2 kW y un cabezal coaxial. Los recubrimientos láser han sido caracterizados microestructuralmente con diversas técnicas, logrando identificar las fases que los constituyen y el tipo de microestructura obtenida con el procesado láser coaxial. Se han determinado sus propiedades mecánicas a través de ensayos de microdureza, nanoindentación instrumentada y de flexión a tres puntos. Se ha estudiado también el comportamiento de oxidación a alta temperatura de los recubrimientos y del acero inoxidable austenítico mediante ensayos de oxidación isotérmica a 1100 ºC, logrando evaluar en detalle la morfología y composición de la superficie oxidada, la cinética de oxidación, así como la evolución del espesor, estructura y composición de las capas de óxido formadas en función del tiempo de oxidación. Por último, se ha realizado el estudio del comportamiento ante la fricción y el desgaste a temperatura ambiente y a elevada temperatura (500 ºC), mediante ensayos tribológicos de desgaste por deslizamiento en seco, con la finalidad de obtener el coeficiente de rozamiento y evaluar la resistencia al desgaste que presentan los recubrimientos láser MCrAlY y su comparación con el comportamiento que presenta el sustrato. Los resultados de la experimentación han permitido analizar la influencia del procesado láser coaxial en las propiedades mecánicas y el comportamiento a alta temperatura de recubrimientos MCrAlY, y su comparación con el acero inoxidable AISI 304 y recubrimientos similares obtenidos por procesos de proyección térmica y utilizados en la actualidad. Los resultados indican que el plaqueado láser coaxial puede ser una buena alternativa a los procesos de proyección térmica, ya que se mejora la integridad microestructural, se disminuyen los defectos como la porosidad y la falta de unión metalúrgica, mejorando también el comportamiento ante la oxidación y el desgaste a elevadas temperaturas de los recubrimientos de anclaje MCrAlY que pueden ser utilizados en nuevos sistemas de barrera térmica. / [CA] El procés de plaquejat làser coaxial és una excel·lent eina per a l'obtenció de recobriments de qualitat, aconseguint la completa fusió i deposició d'aliatges amb elevat punt de fusió sobre superfícies 3D complexes. En aquest treball s'han estudiat els paràmetres de processament làser coaxial de superaliatges MCrAlY (on M = Ni, Co, Fe o combinacions entre ells), comunament emprades com recobriments d'ancoratge en sistemes de barrera tèrmica, entre elles: NiCoCrAlYTa, NiCoCrAlY, NiCrAlY i CoNiCrAlY; aconseguint seleccionar una combinació de paràmetres que permeten obtenir recobriments per solapament de cordons amb adequada relació d'aspecte, mínima dilució, baix nivell de porositat i bona unió metal·lúrgica amb el substrat d'acer inoxidable austenític, utilitzant un equip làser Nd:YAG de 2.2 kW i un capçal coaxial. Els recobriments làser han estat caracteritzats microestructuralment amb diverses tècniques, aconseguint identificar les fases que els constitueixen i el tipus de microestructura obtinguda amb el processat làser coaxial. S'han determinat les seves propietats mecàniques mitjançant assaigs de microduresa, nanoindentació i de flexió a tres punts. S'ha estudiat també el comportament d'oxidació a alta temperatura dels recobriments i de l'acer inoxidable austenític mitjançant assaigs d'oxidació isotèrmica a 1100 ºC, aconseguint avaluar en detall la morfologia i composició de la superfície rovellada, la cinètica d'oxidació, així com la evolució del gruix, estructura i composició de les capes d'òxid formades en funció del temps d'oxidació. Finalment, s'ha realitzat l'estudi del comportament davant la fricció i el desgast a temperatura ambient i a elevada temperatura (500 ºC), mitjançant assajos tribològics de desgast per lliscament en sec, amb la finalitat d'obtenir el coeficient de fricció i avaluar la resistència al desgast que presenten els recobriments làser MCrAlY i la seva comparació amb el comportament que presenta el substrat. Els resultats de l'experimentació han permès analitzar la influència del processat làser coaxial en les propietats mecàniques i el comportament a alta temperatura de recobriments MCrAlY, i la seva comparació amb l'acer inoxidable AISI 304 i recobriments similars obtinguts per processos de projecció tèrmica, utilitzats actualment. Els resultats indiquen que el plaquejat làser coaxial pot ser una bona alternativa als processos de projecció tèrmica, ja que es millora la integritat microestructural, es disminueixen els defectes com la porositat i la falta d'unió metal·lúrgica, millorant també el comportament davant l'oxidació i el desgast a elevades temperatures dels recobriments d'anclatge MCrAlY que poden ser utilitzats en nous sistemes de barrera tèrmica. / Pereira Falcón, JC. (2015). Desarrollo y caracterización de recubrimientos MCrAlY obtenidos mediante técnicas láser para aplicaciones de barrera térmica en aceros inoxidables [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52946

En el presente documento se realiza un análisis económico para seleccionar el proceso de soldadura en la fabricación de un tanque de 1000 galones de acero inoxidable AISI 304 según API650 para almacenamiento de petróleo. El análisis económico se realiza para dos alternativas: en la alternativa 1 se emplea el proceso FCAW para espesores mayores a 9 mm, y el proceso GTAW para espesores menores; en la alternativa 2, se emplea una combinación de procesos GTAW-SMAW, donde se emplea GTAW como pase de raíz y SMAW como pase de relleno. En base al resultado del análisis económico se selecciona la alternativa 1; debido a que presenta mayor rendimiento y menor costo de producción. Luego, se desarrolla los procedimientos de soldadura preliminares según el código ASME IX para la alternativa seleccionada, para ello se elaboran diseños de juntas según el código de fabricación API650. Además, se selecciona el material de aporte y se establecen los parámetros de soldadura en base a bibliografía y recomendaciones de fabricantes de materiales de aporte. Asimismo, en el presente trabajo, se desarrolla los lineamientos para la calificación de los procedimientos de soldadura preliminares; se describe la cantidad y medidas de los cupones, los tipos de ensayos y los parámetros de aprobación que las pruebas deben cumplir para calificar los procedimientos propuestos. Por último, se da los lineamientos para realizar la calificación de soldadores, se describe las variables esenciales, tipos de cupón y ensayos que se requiere para realizar la calificación de soldadores.

La presente investigación describe la metodología aplicada y los resultados obtenidos en el desarrollo del análisis de falla de un codo de 90° de 2” de diámetro de grado sanitario de un de material AISI SAE 316L, la cual pertenecía a una línea de transporte de ácido carmínico al 2.5% en volumen, insumo usado para la fabricación de colorante rojo de origen natural, esta tuvo un tiempo de trabajo de aproximadamente 30 días, la que presentó una acelerada corrosión. Se ejecutaron diversos ensayos cuya finalidad fue determinar el mecanismo de falla y la causa más probable de la falla. Todos los ensayos realizados en la presente investigación han sido realizados en el laboratorio de Materiales de la Sección de Ingeniería Mecánica de la Pontificia Universidad Católica del Perú. En el primer capítulo los usos y aplicaciones del ácido carmínico, conceptos introductorios de los aceros inoxidables, así como los diferentes mecanismos de corrosión que afectan a estos, asimismo se presentan los conceptos previos acerca de la metodología de análisis de falla. En el segundo capítulo se presentan la metodología y también el procedimiento de los ensayos a realizar los cuales son inspección visual, análisis químico, análisis metalográfico, ensayo de polarización anódica y ensayos de reactivación electroquímica potenciocinética. El tercer capítulo presenta los resultados y el análisis de estos. Finalmente, se concluye de los ensayos realizados que la causa de falla del componente de estudio corresponde a un mecanismo de corrosión intergranular, originado principalmente por una incorrecta ejecución de soldadura, asimismo también se concluye que el material no es el adecuado para el servicio, dado que según los ensayos el material no es congruente con la información suministrada. Adicionalmente, se plantean recomendaciones como un mejor control de calidad tanto en el material como en los procesos de soldadura.

Evalúa la eficacia de dos desinfectantes de uso hospitalario (Dezavid® y Supersafe-D®) frente a biopelículas de Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus formadas sobre acero inoxidable. Adicionalmente se evaluó la eficacia del hipoclorito de sodio (lejía tradicional) de uso doméstico. Se formó durante 6 días una biopelícula sobre discos de acero inoxidable de 1 cm de diámetro y 1 mm de espesor, posteriormente se les trató con concentraciones de 0,05 %, 0,10 % y 1,00 % de Dezavid®; Supersafe-D® y lejía tradicional, dejando actuar el desinfectante durante el tiempo recomendado por el fabricante. Posteriormente se cuantificó las UFC/disco en comparación con un grupo de discos que no fueron sometidos a ningún desinfectante. Los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 % y Supersafe-D®. La lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica, la lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 0,10 %.biopelículas de Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus formadas sobre acero inoxidable. Adicionalmente se evaluó la eficacia del hipoclorito de sodio (lejía tradicional) de uso doméstico. Se formó durante 6 días una biopelícula sobre discos de acero inoxidable de 1 cm de diámetro y 1 mm de espesor, posteriormente se les trato con concentraciones de 0,05 %, 0,10 % y 1,00 % de Dezavid®; Supersafe-D® y lejía tradicional, dejando actuar el desinfectante durante el tiempo recomendado por el fabricante. Posteriormente se cuantificó las UFC/disco en comparación con un grupo de discos que no fueron sometidos a ningún desinfectante. Los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 % y Supersafe-D®. La lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica, la lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 0,10 %. / Tesis

La presente investigación tiene como objetivo comprobar la factibilidad de uso de una varilla material de aporte, de geometría tubular, en el proceso de soldadura de un acero inoxidable AISI 316L mediante soldadura GTAW. Se elimina de esta manera la necesidad de uso de gas de protección en algunas de las etapas del proceso generando asi un ahorro considerable en la utilización de gas de protección. Para lograr tal cometido, se ha efectuado ensayos electroquímicos para comparar la resistencia a la corrosión de uniones soldadas con material de aporte convencional y el propuesto en esta investigación. Todas las muestras fueron sometidas a ensayos de obtención de potencial de corrosión en circuito abierto y a ensayos potenciodinámicos. Se hallaron así valores como intensidad de corrosión y velocidad de penetración de corrosión. En base a los resultados obtenidos se ha podido caracterizar cualitativamente las propiedades de la capa pasiva del material. Además de los ensayos electroquímicos, se ha realizado también ensayos de metalografía para poder caracterizar la microestructura de las muestras. Los resultados indican que no existe una pérdida de propiedades anticorrosivas de la unión soldada empleando el material de aporte tubular, todas las microestructuras observadas son adecuadas y los valores obtenidos de velocidad de corrosión e intensidad de corrosión son aceptables, tomando como referencia el metal base AISI 316L cuyos valores de Intensidad de corrosión y velocidad de penetración de corrosión son respectivamente 3,985 mg/cm2*y y 5,006 um/y (obtenidos en la presente investigación) comparados contra los valores del cordón de soldadura del aporte TG-X 316L 1,881 mg/cm2*y y 2,363 um/y y los valores del material de aporte convencional ExsaTIG2010Mo 2,075 mg/cm2*y y 2,606 um/y, se observa que los valores del material de aporte tubular son tan buenos como los obtenidos para las soldaduras realizadas con material de aporte convencional. Se concluye que es factible la utilización de este material de aporte, particularmente, su mejor utilidad está enfocada en la soldadura de tuberías y tanques, generando así un ahorro considerable en la utilización de gas de protección.

[ES] Este trabajo de investigación ha surgido de la necesidad empresarial de mejora y desarrollo para un nuevo proceso productivo en la compañía flejes industriales (Flinsa). En el año 2011, Flinsa se introduce en la fabricación de tubo de acero inoxidable soldado mediante tecnología láser. Durante el proceso, aparecen una serie de dificultades; entre estas dificultades se encuentra la baja eficiencia del proceso junto con un porcentaje de defectivo, además de numerosas incidencias en cliente. Esto sucede debido a que el proceso productivo no está controlado. Se desconoce el comportamiento de los materiales, la nueva tecnología, y además, se está generando un fenómeno que produce desconfianza en la calidad de la soldadura, esto es, que el tubo de material de acero inoxidable ferrítico recién soldado no soporta el esfuerzo mecánico al que le someten los ensayos de deformación por aplastado y abocardado, aunque si ese mismo tubo se deja reposar durante 48h en el almacén, este será capaz de soportar esos esfuerzos. Para comprender bien los fenómenos de soldadura y de proceso, se ha realizado un análisis sobre los 5 factores que pueden actuar sobre la calidad de la soldadura, esos factores han sido, Material, Mano de obra, Máquina, Medio, Método aplicando la metodología de Ishikawa. Para cada uno de los factores se han desarrollado acciones de mejora que hagan al proceso lo más regular posible, siendo estable de modo que permita, fijando unas condiciones, comparar variables y se vea su grado de interacción en el resultado final. De este modo se ha llegado a la conclusión que, para que el proceso sea estable, se necesita introducir materia prima con unos parámetros controlados y estandarizados para que la influencia del proveedor sea mínima. Esto queda reflejado en la ficha de compra de materiales. Además, se ha creado un método de trabajo con un estándar de montaje y regulación, donde se garantice la repetibilidad en cada puesta, o se reduzca al máximo la variación del proceso, tomando unos parámetros específicos de referencia, y por último se ha visto que el medio en el que se genera el procesado por láser tiene alto impacto en el resultado de la soldadura, para lo cual se han implementado unas mejoras que reducen la entrada de humedad en la soldadura, aunque no son 100% efectiva. Se han conseguido los objetivos principales de reducir el porcentaje de defectivo a lo largo de las producciones y los problemas de calidad con los clientes, aunque ha quedado pendiente validar que la fragilización de la soldadura es debida a la disolución de hidrógeno en el baño, y a su atrapamiento en la estructura cuando este solidifica, debido a que no se ha podido contar con los equipos adecuados. / [CA] Aquest treball de recerca ha sorgit de la necessitat empresarial de millora i desenvolupament per a un nou procés productiu a la companyia fleixos industrials (Flinsa), aquests l'any 2011 s'introdueixen en el món de la fabricació de tub d'acer inoxidable soldat mitjançant tecnologia làser, apareixent una sèrie de dificultats, entre aquestes dificultats es troba la baixa eficiència del procés, un percentatge de defectiu, a més de nombroses incidències en client. Això succeeix pel fet que el procés productiu no està controlat, es desconeix el comportament dels materials, la nova tecnologia, i a més, s'està generant un fenomen que produeix desconfiança en la qualitat de la soldadura, això és, que el tub de material d'acer inoxidable ferrític acabat de soldar no suporta l'esforç mecànic al qual li sotmeten els assajos de deformació per esclafat i atrompetat al tub, encara que si aquest mateix tub es deixa reposar durant 48h en el magatzem aquest és capaç de suportar el esforços previstos. Per a comprendre bé els fenòmens de soldadura, i de procés s'ha realitzat una anàlisi sobre els 5 factors que poden actuar sobre la qualitat de la soldadura, aqueixos factors han sigut, Material, Mà d'obra, Màquina, Mitjà, Mètode aplicant la metodologia de Ishikawa. Per a cadascun dels factors s'han buscat accions de millora que facen al procés el més regular possible, sent estable de manera que permeta fixant unes condicions comparar variables i es veja el seu grau d'interacció en el resultat final. D'aquesta manera s'ha arribat a la conclusió que perquè el procés siga estable es necessita, introduir matèria primera amb uns paràmetres controlats i estandarditzats, perquè la influència del proveïdor siga mínima, això queda reflectit en la fitxa de compra de materials. S'ha creat un mètode de treball amb un estàndard de muntatge i regulació, on es garantisca la reproductibilitat en cada posada, o es reduïsca al màxim la variació del procés, prenent uns paràmetres de referència, i per últim s'ha vist que el mitjà en el qual es genera el processament per làser té alt impacte en el resultat de la soldadura, per aquest motiu s'han implementat unes millores que redueixen l'entrada d'humitat en la soldadura, encara que no són 100% efectiva. S'han aconseguit els objectius principals de reduir el percentatge de defectiu al llarg de les produccions i els problemes de qualitat amb els clients, encara que ha quedat pendent validar que la fragilització de la soldadura és deguda a la dissolució d'hidrogen en el bany, i al seu atrapament en l'estructura quan aquest solidifica, pel fet que no s'ha pogut comptar amb els equips adequats. / [EN] This study work arises out of the business need for improvement and development to achieve a new production process in the industrial strapping company Flinsa. In 2011, Flinsa begins with the laser technology manufacturing process of welded stainless-steel tube. Nevertheless, a series of difficulties appear along with the process, such as the low efficiency of the process itself, together with a significant defective percentage and several customer incidents. This happens because the productive process is not controlled. The behavior of the materials and the new technology is unknown, and, besides, a phenomenon is being generated which leads to distrust in the quality of the weld, i.e, the newly welded ferritic stainless-steel tube does not withstand the mechanical strain to which it is subjected by the crushed and flared deformation tests. But, if this same tube settles during 48h in the warehouse, it will be able to withstand such efforts. To correctly understand the process and welding phenomena, it has been carried out an analysis of the 5 factors that have influence over the welding quality. Those factors are the following: material, labour, machine, medium and method (Ishikawa methodology). For each of the above factors, improvement actions have been developed to make the process as regular as possible, being stable so that it allows to compare variables by settling previous conditions, and to see its interaction degree in the result. In this way, it has been concluded that, for the process to be stable, it is necessary to introduce raw material with controlled and standardized parameters so that the influence of the supplier can be minimum. This is reflected in the material purchase sheet. Furthermore, a working method has been created with a standard of assembly and regulation, where repeatability is ensured at each set, or where the process variation is minimized by using specific parameters. And lastly, it has been proven that the medium in which the laser process is taking place has a high impact on the welding result, for which improvements haven been implemented to reduce the input of moisture into the weld, although they are not 100% effective. The main objectives have been achieved: to reduce the percentage of defectives throughout production, and to minimize quality problems with customers. Although, there is still a pending matter to be validated: the fragilization of the weld is due to the dissolution of hydrogen during the bath and to its entrapment in the structure when it solidifies because it was not available the appropriate equipment. / Paralera Romero, J. (2023). Estudio de la soldabilidad en continuo de aceros inoxidables ferríticos estabilizados empleados en los sistemas de escapes para la automoción [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/201136