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Presentación Clad and Dissimilar Metals

Jul 06, 2018

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LucianoBorasi
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  • 8/17/2019 Presentación Clad and Dissimilar Metals

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    Cátedra de Tecnología de Unión de MaterialesCarreras de Ing. en Materiales e Ing. Mecánica

     Área Departamental Mecánica-Facultad de Ingeniería-UNL

    SOLDADURADE METALES

    DISÍMILES Y CLAD

     Alois M. –Azpeitia A. –Bonvicini P. –Borasi L.- Orellana R.- Pini A.- Pino H.

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    ALCANCE

    Desarrollar conceptos generales !aspectos a tener en cuenta de"

    La soldadura por #usión de metales disímilesLa soldadura por #usión de metales con

    recu$rimiento tipo Clad

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    CONTENIDOS

    SOLDADURA DE METALESDISÍMILES

    %. Consideraciones #undamentales

    &. Consideraciones de ser'icio

    (. )elección del metal de aporte*. )elección del proceso de soldadura

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    CONSIDERACIONES GENERALES

    Concepto de metales disímilesMetales químicamente + ,cero l Cu etc./ leaciones metalúrgicamente ≠ del mismo elemento

    ,ceros al C ceros Ino0ida$les/

    Concepto de soldadura de metales disímilesMetal $ase 1 Metal 2ase 2 1 porte a 1 porte $

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    CONSIDERACIONES GENERALES

    DILUCIÓN (cordones “bead on plate”)

    Dt" 3 dilución totalDa" 3 dilución por el metal a " área de la sección trans'ersal del metal de soldadura en el metal $ase

    F" área de la sección trans'ersal del metal de soldadura so$re el metal $ase

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    CONSIDERACIONES GENERALES

    DILUCIÓN (soldadra de !etales d"s#!"les)

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    C4N)ID56CI4N5) 75N56L5)

    o

    $ETAL DE SOLDADURA

    C8" # ,C8 metales $ase metal de aporte dilución relati'a/

    ropiedades" #,C8 microestructura/

    Metales #orman )) continuas soldadura por #usión#ácil

    %Metal de soldadura con matri9 continua ! d:ctil

    Metales #orman #ases comple;as o compuestosintermetálicos procedimiento de$e soldadura de$ee'itar #ormación de los mismos

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    RANGOS DE TEMPERATURA DE FUSIÓN

    Diferencias significativas entre los metales base oel metal de soldadura y un metal base conducen a  fisuración por licuación (“Liquation Craking”)

    CONSIDERACIONES GENERALES

       Acero al C Cu Al Ac. Inox.

     Aust.70Ni-30Cu

    76Ni-16Cr-

    8Fe

    Tfusión [°C] 1 0.7 0.4 0.9 0.9 0.9

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    CONDUCTI&IDAD T'R$ICA

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    CONSIDERACIONES GENERALES

    E+,ANSIÓN T'R$ICACT5 ,A/B B

    )i e0iste di#erencia entre CT5 de metales disimiles )e producen tensiones

    Importante en ser'icios>ue tienen ciclos a altatemperatura

    La dilución puede alterar el CT5 )e de$en tener en consideración"

    Dos metales $ase disímiles Metal de soldadura

    La tensión asociada a la intercara de la C se puede ser estimadapor" EB5

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    CONSIDERACIONES GENERALES ,RECALENTA$IENTO - TRATA$IENTOS ,OST SOLDADURA

    E.ECTOS $AGN'TICOS

    INTERACCIÓN $ETAL DE SOLDADURA/$ETAL 0ASE

    La penetración del metal de soldadura dentro de los $ordes de grano en la C del metal$ase puede ocurrir en ciertos sistemas de aleación. 5l resultado pro$a$le es #isuraciónintergranular en la C.

    Campos magn=ticos pueden interactuar con unarco de CC causando la de#le0ión inde$ida del

    arco de soldadura. 

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    CONSIDERACIONES DE SER&ICIOESTA0ILIDAD $ICROESTRUCTURALo 5n los metales soldados @a! gradientes de composición >uímica so$retodo en las regiones

    cercanas a los metales $ase.o  demás en ser'icios a ele'ada temperatura puede ocurrir interdi#usión entre el metal de

    aporte ! el metal $ase lo >ue resulta en cam$ios microestructurales.o 5stos cam$ios de composición producen cam$ios en las propiedades #ísicas ! mecánicas del

    material.

    o  Durante la soldadura de metales disimiles la #ormación de una celda gal'ánica puedecausar corrosión del metal mas anódico.

    o   ara minimi9ar este e#ecto el aporte seleccionado de$e ser catódico respecto al metal $ase

    en el am$iente especí#ico de uso

    o   De este modo el metal $ase se con'ierte en el ánodo ,de área muc@o ma!or/ ! lacorrosión ocurre más lentamente.

    o   )i no se conoce la resistencia a la corrosión de la ;unta se pueden reali9ar prue$as de

    corrosión acelerada seg:n las pu$licaciones de )TM 7& ! 7*.

    RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

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    SELECCIÓN DEL $ETAL DE A,ORTE Esta tarea puede ser realizada usando una combinación de conocimientocientífico y la experiencia de servicio de las industrias involucradas.

    La selección debe ser compatible con las 4 aéreas de requerimientos:

    1.Compatibilidad metalúrgica: los niveles de porosidad e inclusiones en la unióndeben ser aceptables. La unión debe ser estable estructuralmente bajo lascondiciones de servicio. Se debe evitar la precipitación de nuevas fases en launión.

    2.Propiedades mecánicas: el aporte depositado debe cumplir con las propiedadesrequeridas en servicio, por ejemplo resistencia al impacto, fractura, fatiga, etc.

    3.Propiedades físicas: el coeficiente de dilatación térmica del metal de aportedebe agregar la menor cantidad de tensiones internas posible durante ciclos

    térmicos debidos al servicio. El punto de fusión del aporte debe ser similar aldel metal base, para evitar fracturas por licuación.

    4.Propiedades de corrosión: La resistencia a la corrosión del aporte debe igualaro exceder a la del/los metales base seleccionados debido a su resistencia a lacorrosión.

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    CORROSIÓN GAL&ANICA

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    CORROSIÓN ,OR ,ICADURA - ,OR RENDI1A

     A menudo como resultado dediferencias e/microestructura(microsegregaciones e inclusiones)

    La causa :Micro segregación de Cr yMo zonas interdendriticas del metal

    de soldadura.TABLA Diferencias de composición e/dendritas e interdentritas 316L 317L

    Cr ! Mo elementos principales

    )oluciónG" )elección adecuada de metal aporte con ma!or 3Mo,56NiCrMo-(/ >ue compensa e#ectos de segregación ! ma!or 3 Nipara me;orar compati$ilidad metal:rgica con los metales $ase.

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    SELECCIÓN DE $ETALES DESOLDADURA ,OR ,ICADO

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    SELECCIÓN DE ,ROCESOS DESOLDADURA

    La profundidad de fusión en los metales base ydilución resultante varia según las técnicas yprocesos de soldadura

    La dilución se afectada: diseño de la junta , laposición y la adaptación de esta

    Siempre se busca una dilución mínima yuniforme a lo largo de la junta, debido a que lasvariaciones de dilución pueden producir

    propiedades de junta inconsistente

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    CLAD EN ACEROS

    Se recubre un acero con otro metal, con el objetivode mejorar sus propiedades, como resistencia a lacorrosión, abrasión, etc.

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    CLAD EN ACEROSMétodos para la producción

    Rodillos

    Explosión

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    CLAD EN ACEROS

    Soldadura por deposición

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    CLAD 2 DISE3O DE 1UNTASecciones delgadas: juntas cuadradas usando

    aporte en ambas caras.

    Secciones gruesas: junta tipo U, Vcombinaciones de estas.

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    CLAD2 $ETAL DE A,ORTE

    Se clasifican en aportes para enmantecado o derelleno.

    Es necesario una buena selección de metales de

    aporte, ya que de ellos dependerá la integridadde las propiedades mecánicas de la pieza final.

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    CLAD2 CO$,OSICIÓN DE LA SOLDADURA

    Se busca evitar disoluciones entre el clad y elmetal base o de relleno, ya que puedenfragilizarla unión.

    Recomendaciones: Reducir diámetro de electrodos.

    Reducir el ancho del cordón de soldadura.

    Soldar varias capas y remover la primera.

    Oscilar la torcha sobre ambas superficies.

    Usar CC con polaridad negativa.

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    RE&ESTI$IENTOS DELGADOS

    Dependiendo del metal de recubrimiento: Aceros inoxidables austeníticos Aceros inoxidables ferríticos y martensíticosCobre y sus aleacionesPlataTitanio

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    CONSIDERACIONE DE .A0RICACIÓN

     Alineamiento de la soldadura

    Evitar la mezcla entre el acero al carbono y elclad.

    Consideraciones de diseño: puede ocurrir que solose pueda efectuar la soldadura desde un sololado.

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    RE&ESTI$IENTOS

    Recubren la superficie del metal base.

    Objetivo: aislante del medio agresivo.

    Usos: tanques, recipientes a presión, piezasestructurales.

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    ¿Cómo se aplican?

    Superposición de laminas.

    Primera lamina soldada al metal base.Segunda lamina soldada a la primera.

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     ES,ESORES

    Laminas de varios espesores

    Recipientes a presión: mayores 1,6 mm.

    Menores espesores Mayor precisión

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    4$UC5AS GRACIAS ,OR SU ATENCIÓN6