Efecto de los Parámetros de Proceso sobre las Propiedades Mecánicas de Uniones GMAW-Brazing de Acero DP 1000

Abstract

Los aceros de fase dual (DP) ofrecen una buena combinación de resistencia, conformabilidad y soldabilidad y son de gran aplicación en la industria automotriz. La incorporación de estos nuevos materiales exige el desarrollo de nuevos procedimientos de soldadura. Actualmente, es cada vez más utilizado el proceso Gas Metal Arc Welding - Brazing (GMAW-B), debido a su buen aspecto superficial y a la ausencia de fusión de los materiales a unir, lo que limita la degradación microestructural en los aceros tipo DP. El objetivo de este trabajo es analizar el efecto de los parámetros de soldadura GMAW-B sobre las características de las juntas soldadas en aceros DP. Se soldaron probetas de chapa acero DP de 1000 MPa de resistencia a la tracción. Se analizó el efecto del ángulo de trabajo, del aporte térmico a través de la velocidad de soldadura y el modo operativo. Sobre las probetas soldadas se determinaron los aspectos geométricos del depósito, la generación de defectos y la evolución microestructural a lo largo de la junta soldada. Se realizaron ensayos de arrancamiento por tracción y perfiles de microdureza. Al disminuir la velocidad de soldadura y con un ángulo de trabajo de 30º aumentaron las longitudes de mojado del material de aporte sobre las chapas de acero DP y consecuentemente mejoró la resistencia de la junta soldada. Con el modo pulsado mejoró sustancialmente el aspecto superficial de los cordones, las características geométricas y el mojado, determinando así la ocurrencia de la fractura fuera del cordón, en la zona afectada por el calor (ZAC). Se determinó una longitud crítica de mojado mínima sobre ambas chapas que produce que la fractura se ubique en ZAC y se maximice la carga de rotura. Se desarrolló un modelo simple que permite predecir la carga de rotura a partir de las dimensiones del cordón y las propiedades del material en las distintas zonas

Dual phase steels (DP) offers a good combination of strength, formability and weldability and are widely used in the automotive industry. The incorporation of these new materials requires the development of new welding procedures. Currently, the Gas Metal Arc Welding - Brazing process (GMAW-B) is increasingly used, since it presents good surface appearance and does not produce the fusion of the materials to be joined, limiting the microstructural degradation suffered by DP steels. The objective of this work is to analyze the effect of GMAW-B welding parameters on the characteristics of welded joints in DP steels. Test pieces of DP steel sheets of 1000 MPa tensile strength were welded. The effect of the working angle, of the thermal input through the welding speed and the operation mode were analyzed. On the welded specimens the bead geometrical aspects, defects generations and microstructural evolution along the welded joint were determined. Tensile shear tests and microhardness profiles were carried out. When reducing the welding speed and with a working angle of 30º, the wetting lengths of the filler metal increased on the DP steel sheets and consequently improved the resistance of the welded joint. With the pulsed mode, the surface appearance of the beads, the geometrical characteristics and the wetting are substantially improved, thus the fracture takes place outside the bead, at the heat affected zone (HAZ). It was defined a critical wetting length on both sheets to locate the fracture in the HAZ and maximize the fracture load. A simple model was developed to predict the fracture load from the bead dimensions and the material properties at the different zones.