La presente investigación tuvo como objeto de estudio la influencia de los parámetros de soldadura mediante GTAW, sobre la microestructura y la resistencia a la corrosión por picaduras del acero inoxidable dúplex 23Cr-4Ni. Se estudiaron cuatro condiciones soldadas mediante el proceso GTAW autógeno en donde se variaron el aporte de calor y la temperatura de precalentamiento. Se realizó el análisis microestructural para cada condición, además se sometieron a ensayos de dureza y ensayos de corrosión por picaduras. La caracterización microestructural se basó en el estudio del porcentaje de fases presentes (ferrita y austenita) y en el cambio de la morfología y tamaño de grano de la ferrita, tanto en la zona de fusión como en la zona afectada por el calor. Asimismo se evaluó la morfología de la austenita, identificando la aparición de austenita primaria, secundaria y Widmanstätten. Se realizaron ensayos de microdureza Vickers, realizando barridos verticales y horizontales en la sección del cordón con el fin de obtener indicadores de cambios en propiedades mecánicas en la soldadura realizada. Se determinó la resistencia a la corrosión por picaduras mediante ensayos de corrosión electroquímicos de polarización anódica en una solución de 3.5% NaCl, los cuales se orientaron a la obtención del potencial crítico de picaduras (Ecp) para cada condición. Debido a que las variaciones en la microestructura y resistencia a la corrosión están fuertemente ligadas al ciclo térmico del proceso de soldadura, se estimó el tiempo t12/8, como medida de la velocidad de enfriamiento para fines comparativos. El análisis microestructural en la zona fundida y zona afectada por el calor reveló una microestructura con alto contenido de ferrita acompañado de austenita primaria, austenita Widmansttäten y precipitación de austenita secundaria al interior de la ferrita. Adicionalmente la cinética de reformación de la austenita se vió dificultada en las condiciones que presentaron mayor tamaño de grano ferrítico. Finalmente, la resistencia a la corrosión por picaduras disminuyó de manera significativa para las condiciones empleadas, resultando mas afectadas, las condiciones que presentaron velocidad de enfriamiento menor. Se encontró nucleación preferencial de las picaduras en las interfaces ferrita/austenita y al interior de la ferrita. Por lo tanto para el rango de calor de aporte empleado no se obtuvo una buena soldabilidad, ya que no se logra un balance apropiado de las fases según el análisis microestructural realizado y la resistencia a la corrosión por picaduras se ve afectada significativamente. / Tesis

El presente trabajo está dedicado al análisis de la estructura y de los movimientos que realizan las máquinas excavadoras, centrándose en el diseño de un Brazo Excavador de tamaño compacto así como la selección del Sistema Hidráulico y sus componentes. Estas máquinas son encontradas en el mercado pero la variación que se presenta es que el Brazo Excavador diseñado puede ubicarse y fijarse sobre cualquier estructura que pueda soportarlo ya que está habilitado para ello, además que puede desplazársele con mucha facilidad por su bajo peso. El método utilizado para el presente diseño es analizar la estructura de forma estática y de esta manera dimensionar y seleccionar los materiales óptimos tomando siempre en consideración no sobredimensionarla manteniendo factores de seguridad suficientes para este tipo de maquinaria que estará sometida a un trabajo exigente y a golpes durante su función. / Tesis

La presente tesis tuvo por objetivo el procedimiento para el diseño y desarrollo de carcasas soldadas para cajas reductoras de ejes paralelos y engranajes cilíndricos. Si bien no se trató a profundidad el tema de los componentes internos de la transmisión, se realizaron cálculos aproximados de resistencia para el dimensionamiento general de los componentes para un caso particular de estudio. Se obtuvieron valores de fuerzas de reacción y dimensiones con lo cual se pudo obtener la geometría básica de la carcasa. A partir de dicha geometría se procedió a realizar una serie de análisis por elementos finitos buscando mitigar esfuerzos más altos y reduciendo áreas del diseño básico que no trabajaban bajo casi ningún esfuerzo. De esta forma se cambió la geometría de la carcasa sin cambiar los parámetros principales, realizando meramente cambios geométricos locales, con la finalidad de transmitir la mayor carga posible. Una vez establecidos los parámetros geométricos principales se procedió a optimizar los espesores, las fuerzas de pre ajuste, el número de tornillos, así como el tamaño de garganta de los cordones de soldadura. De esta forma se obtuvo un factor de seguridad no menor a 2 en cualquier punto de la carcasa, lo que traería consigo una reducción del material. Finalmente, dados los resultados obtenidos en la aplicación particular, se pudo concluir que el procedimiento desarrollado de forma teórica en los capítulos previos puede ser usado como referencia para el diseño de carcasas soldadas para cajas reductoras. / Tesis

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Materiais e Processos de Fabrico, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor A. A. Fernandes

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Materiais e Processos de Fabrico, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor A. A. Fernandes

Ingeniero Civil Mecánico / El objetivo principal de este trabajo es hacer una evaluación del desempeño comparado de electrodos usados en el proceso de soldadura por resistencia eléctrica. Los electrodos a comparar son: Electrodo comercial de cobre, níquel, cobalto, electrodo de cobre catódico comercial y electrodo de cobre, carburo de titanio y alúmina desarrollado por el alumno en las instalaciones del departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile. El electrodo desarrollado por el alumno es obtenido mediante molienda reactiva y extrusión. Se cuenta con experiencias anteriores que sirven de comparación y guía para éste trabajo. El desempeño de los electrodos es medido en base a 3 parámetros principalmente: Acortamiento del electrodo, aumento de diámetro del mismo y pérdida de masa, también se hace un exhaustivo proceso de caracterización de los materiales en estudio. La fabricación del electrodo de Cu-2,5%v TiC-2,5%v de Al2O3 consta de 3 etapas principales, que son, molienda reactiva de polvos, extrusión y finalmente el maquinado de los electrodos. Una vez que se tienen todos los electrodos listos, se someten a desgaste, es decir, sucesivas pasadas de soldadura, con el objetivo de medir regularmente los parámetros antes mencionados. Los resultados obtenidos muestran que ambas aleaciones son ampliamente superiores en casi todos los parámetros al cobre puro. El electrodo de Cu-2,5%v TiC-2,5%v de Al2O3 presentó un acortamiento promedio de un 6,6%, un aumento del diámetro de un 22,2% y una pérdida de masa de 0,3%. El electrodo de Cu-Ni-Co presento unos valores respectivos de 7,9%, 2,1% y 1,06% mientras que el cobre comercial presentó un 40%, 20%, 1,64% respectivamente. Se desprende que el electrodo de Cu-2,5%v TiC-2,5%v de Al2O3 es el mejor desempeño presenta, sin embargo la aleación de Cu-Ni-Co también es muy superior al cobre puro.

El objetivo del presente trabajo fue elaborar el procedimiento de soldadura, calificar el procedimiento de soldadura, calificar al soldador y elaborar un programa de inspección para la fabricación de líneas de tuberías de acero de 2” SCH160, según ASTM A106 grado B y ASTM A53 grado B, unidas por soldadura utilizadas en estaciones de descomprensión de gas natural. Para la elaboración del procedimiento de soldadura, se utilizó el código de fabricación ASME B31.8-2018 y las recomendaciones de la norma API 1104-2018. El procedimiento de soldadura fue realizado, para el tipo de junta a tope, con el proceso TIG; además, para su calificación se utilizaron ensayos no destructivos como el visual, partículas magnéticas y ensayos destructivos: tracción, doblado de cara, doblado de raíz, Nick break y el ensayo de impacto Charpy. Este último ensayo fue necesario debido a la baja temperatura de operación de estas tuberías que llegan hasta los -20°C por lo que era necesario asegurar su tenacidad y su comportamiento de transición dúctil-frágil a tal temperatura. Todos los resultados fueron analizados bajo los criterios de aceptación según la norma API 1104. Para la calificación del soldador, se realizó según la norma API 1104-2018; además, se definió realizar su calificación en la posición de soldadura 6G mediante una inspección radiográfica al 100 % de la junta. Para el plan de puntos de inspección se hace referencias a todas las normas y códigos que se encontraron dentro del alcance para el trabajo actual. El procedimiento de soldadura propuesto, cumplió con los requerimientos de calificación de la norma API 1104 según lo estipulado por el código ASTM B31.8. Los soldadores fueron calificados como aptos tras no presentarse defectos en los ensayos de radiografía de la junta al 100%. El programa de inspección se realizó conforme a las especificaciones, normas y códigos del alcance del presente

The flux cored arc welding process has some characteristic features and is therefore established in the industry to fabricate hardfacing. One advantage of the process is the possibility to vary the alloy content of the weld metal by manipulating the chemical composition of the filler material. Moreover, it is possible to produce self shielding electrodes, which show advantages for outdoor applications. One the other hand this process creates high dilution rates. One possibility to avoid this effect is to apply a magnetic field in order to deflect the welding arc. In this thesis, the influence of a transversal magnetic field on the weld seam formation during FCAW was investigated. An increase of the weld width and a simultaneous decrease of the penetration depth was achieved at a certain deflection. The influence of the magnetic oscillation was found to be stronger for short circuit mode than for pulsed mode. Furthermore, high frequencies in combination with a high magnetic flux density caused a reduced process stability and consequently a worsening of the weld bead appearance. Apart from that, the drop detachment was inhibited, when a strong magnetic field was applied during pulsed and spray mode. / Das Metallschutzgasschweißen mit Fülldrahtelektrode ist ein in der Industrie verbreitetes Verfahren zur Herstellung von Hartpanzerungen. Charakteristisch ist die gezielte Beeinflussung des Schweißprozesses und der chemischen Zusammensetzung des Schweißguts durch die Auswahl der Füllstoffe. Des Weiteren können dem Fülldraht Stoffe hinzugegeben werden, wodurch das Schweißen ohne Schutzgas durchgeführt werden kann. Nachteilig ist jedoch der hohe Aufmischungsgrad bei diesem Verfahren. Eine Möglichkeit, diesem Effekt entgegenzuwirken, besteht darin, den Lichtbogen durch das Anlegen eines Magnetfelds in eine oszillierende Bewegung zu versetzen. Der Einfluss eines oszillierenden transversalen Magnetfeldes auf die Nahtausbildung beim MSG-Schweißen mit Fülldraht wurde untersucht. Es zeigt sich dabei, dass der Einbrand verbreitert und die Einbrandtiefe durch die gezielte Auslenkung verringert werden konnte. Der Einfluss des magnetischen Pendelns ist beim Kurzschlusslichtbogen kleiner als beim Impulslichtbogen. Bei hohen Frequenzen und hoher Flussdichte wurde außerdem eine Verringerung der Prozessstabilität und eine daraus resultierende Verschlechterung der Schweißnahtausbildung festgestellt. Außerdem führte ein starker Einfluss des Magnetfelds zu einer erschwerten Tropfenablösung beim Impluls- und Sprühlichtbogen. / Tesis

En el Laboratorio de Materiales de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) se vienen brindando servicios a la industria desde 1973. Actualmente el Laboratorio de Materiales de la PUCP cuenta con un prestigio ganado a lo largo de su trayectoria y brinda los servicios de los ensayos no destructivos como: Inspección Visual, Líquidos penetrantes, Partículas Magnéticas, Radiografía Industrial y Ultrasonido a las empresas más importantes del medio. En las empresas de rubro alimentario, en especial la empresa Backus tiene la necesidad de supervisar que las juntas soldadas de las tuberías de acero inoxidable, por donde se transporta miles de litros de cerveza, se encuentren bien elaboradas. Es cierto que mediante el uso de la radiografía industr ial se puede corroborar la sanidad de la junta soldada, pero lo que no detecta la radiografía es la posible oxidación (carbonización), que puede presentarse cuando no se realiza un aislamiento adecuado de argón al interior de la tubería antes de proceder a soldar, pero con el Videoscopio Lenox, del laboratorio de materiales de la PUCP, mediante la inspección visual remota si se puede hacer, pero no existe una metodología para la inspección por medio de este equipo. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo desarrollar una metodología para inspeccionar visualmente las juntas soldadas de tuberías de acero inoxidable mayores a 4" de diámetro y con espesores hasta 3mm, empleando el Videoscopio Lenox modelo PVS. Para conseguir el objetivo planteado, la tesis detalla los criterios de aceptación y rechazo de uniones soldadas en tuberías de acero inoxidable, que nos servirá para elaborar las imágenes patrones de discontinuidades no permitidas por el código AWS D18.1. Se preparó 02 prototipos, uno para realizar el so Ideo sin purga con gas argón, el cual permitirá capturar la imagen patrón de la oxidación en una unión soldada al interior de la tubería y el segundo prototipo para realizar el soldeo con previa purga de gas argón, el cual permitirá demostrar que es indispensable purgar las tuberías de acero inoxidable para garantizar la sanidad de la junta soldada, a pesar que sea costoso por el número de metros de tubería que normalmente tienen las empresas de rubro alimentario. Se detalla las características técnicas de cada equipo que conforman el Videoscopio Lenox modelo PVS, así como sus partes más importantes, que permitirá familiarizarse con el equipo antes de usarlo. Finalmente se elabora el procedimiento para el uso del Videoscopio Lenox modelo PVS en la inspección visual remota para tuberías de acero inoxidable mayores a 4" de diámetro y con espesores hasta 3mm y se elaboran las imágenes patrones de discontin uidades no permitidas por el código AWS D18.1 haciendo uso de los prototipos preparados. / Tesis

El presente trabajo de tesis estudia las diferencias en las propiedades mecánicas que se presentan entre las uniones soldadas, de la aleación de aluminio AA6063 de 2,8 mm de espesor, en diferentes estados de tratamiento térmico, mediante el proceso GMAW empleando como material de aporte ER5356 (Al-5Mg). Los estados de tratamiento térmico en los que se soldó la aleación de aluminio AA6063 fueron tres: solubilizado y templado (W); solubilizado, templado y envejecido natural (T4); y solubilizado, templado y envejecido artificial (T6). Los cupones que fueron soldados en estado W, recibieron un tratamiento de envejecimiento luego del soldeo, equivalente a los estados T4 y T6; pasando a ser denominados W-T4 y W-T6. Los parámetros de soldeo empleados no variaron al momento de soldar, manteniendo constantes el amperaje a 124 A, el voltaje de 17,9 V, la velocidad de alimentación del material de aporte y velocidad de soldeo. La inspección visual realizada a los cupones, posteriores al proceso de soldeo, comprobó que el proceso fue realizado satisfactoriamente, al no mostrar discontinuidades, ni fisuras externas ni porosidades. Los ensayos mecánicos de tracción mostraron que la máxima resistencia a la tracción de las uniones soldadas en los diferentes estados varía entre los 192 MPa y 202 MPa, coincidiendo como zona de rotura en la ZAC; y los ensayos de dureza mostraron que la mínima dureza de las uniones en los diferentes estados, varía entre los 43 HV y 67 HV, coincidiendo de la misma manera en la ZAC como zona de mínima dureza. Se corroboró que realizando un tratamiento térmico posterior al soldeo, mejoran las propiedades mecánicas perdidas, obteniéndose los estados W-T4 y W-T6. Sin embargo, esta mejora en las propiedades mecánicas de la aleación, no es significativa, en comparación a soldarlo en los estados T4 y T6. De estos resultados obtenidos en el presente trabajo de tesis, se concluyó que para la aleación AA6063, se deberá soldar directamente en los estados T4 y T6. / Tesis