Evaluation of the Mechanical Properties and Metallograpical Characterization of ASTM A36 Steel Welded Joints, with GMAW Process

Abstract

This study aims to evaluate the mechanical properties and carry out the metallographic characterization of the butt-welded joints of ASTM A36 steel, with ER70S-6 filler material under the GMAW process. It was developed from a quantitative point of view attached to a correlational and experimental approach, through data collection techniques and content analysis. The welding process was based on established parameters such as voltage, amperage, and wire feeding speed, which were then evaluated to develop the experimental process, evaluated properties, and metallographically characterized welded joints. Three plate thicknesses were analyzed, which were welded in various combinations with different parameter values, obtaining four combinations for each thickness. In each of these combinations, ultrasound, traction, face, and root bending tests were carried out. Later, the metallographic analysis was carried out based on three analysis zones: fusion zone, heataffected zone, and base-metal zone, in addition to this, the width of the heat-affected zone, the grain size, and the hardness were also analyzed. Based on the above, five combinations were identified whose beads presented good properties, 250 IPM combinations being the most outstanding. These combinations presented good weldability in the three thicknesses considered, despite having different voltage and amperage ranges.

Keywords: welding, metallography, ASTM A36 steel, mechanical properties.

Resumen

El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar las propiedades mecánicas y realizar la caracterización metalográfica de las juntas soldadas a tope de acero ASTM A36, con material de aporte ER70S-6 bajo el proceso GMAW, se lo desarrolló desde un punto de vista cuantitativo apegado a un enfoque correlacional y experimental, mediante técnicas de recopilación de datos y el análisis de contenidos, se establecieron los parámetros iniciales a tener en cuenta en el proceso de soldado, siendo estos: voltaje, amperaje y velocidad de alimentación del alambre, desarrollado el proceso experimental, se procedió a evaluar las propiedades y se caracterizó metalograficamente las uniones soldadas. Se analizaron tres espesores de placas, las cuales fueron soldadas en varias combinaciones con diferentes valores de parámetros, obteniéndose cuatro combinaciones por cada espesor. En cada una de estas combinaciones se realizaron pruebas de: ultrasonido, tracción, doblez de cara y raíz; y, posteriormente, se realizó el análisis metalográfico, enfocado en tres zonas de análisis: zona de fusión, zona afectada por calor y zona del metal base, adicional a esto, se determinó el ancho de la zona afectada por calor, el tamaño de grano y la dureza. Con base a lo anterior se identificaron cinco combinaciones cuyos cordones presentaron buenas propiedades, siendo las combinaciones de 250 IPM las más destacadas, dado que, con diversos rangos de voltaje y amperaje, las uniones soldadas presentaron buena soldabilidad en los tres espesores considerados.

Palabras Clave: Soldadura, Metalografía, Acero ASTM A36, Propiedades Mecánicas.

References