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Análisis de porosidad en la unión de los materiales SAE J2340 grado 420XF y 5120H por soldadura láser
SANDRA ARACELI VENTURA ALVISO
Jan Mayén Chaires
ADRIANA DEL CARMEN GALLEGOS MELGAR
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-CompartirIgual
Láser
Caracterización mecánica
Estandarizar
Fragilización
Laser
Characterization
Standardize
Embrittlement
La unión de un plato de material de acero SAE J2340 grado 420XF y de un engrane 5120H a través de la tecnología de soldadura láser, fueron caracterizadas para definir el proceso donde se tiene la causa raíz de porosidad en la unión y poder alcanzar la reducción de porosidad en el proceso. Se analizaron algunos de los parámetros de proceso para estandarizar sus límites de control y cumplir con la especificación de diseño de soldadura. Se observó mediante espectrometría de emisión óptica, que la composición química de ambas piezas cumplía con la composición química esperada. La microestructura cumplió con los porcentajes de bainita y en retención de austenita de acuerdo con los requerimientos del material. Para el estudio de dureza se observó que las piezas cumplían con la especificación de las normas antes y después de ser sometido a los tratamientos de revenido y carburizado. Para la unión de los materiales por soldadura láser, se analizó la condición de penetración de soldadura, identificando porosidad interna y en la superficie. Se observó que las impurezas impregnadas en la superficie del material son consecuencia de la aplicación de un inhibidor de corrosión, el cual se aplica previo a la estación láser. Los residuos de este inhibidor son los causantes de la generación de porosidad, debido a que por su composición química provoca el fenómeno de fragilización por hidrógeno, durante el proceso de soldadura. Finalmente, por medio de la estandarización de parámetros y de limpieza en el proceso de soldadura láser, junto con las mejoras en las herramientas de la estación de limpieza láser se obtuvo la reducción de porosidad en la unión axial de las dos partes.
The union of a plate made of steel material SAE J2340 grade 420XF and a gear 5120H through laser welding technology, was subjected to a characterization analysis to find the cause of porosity in the union and to be able to achieve its reduction in the process. Some of the process parameters were analyzed to standardize their control limits and verify the weld design specification. It was observed the chemical composition of the materials, by optical emission spectrometry, the composition had the key elements within specification. Regarding microstructure, it complied with the percentages of bainite and retention of austenite according to the requirements of the material. The hardness standards values were met before and after being subjected to the tempering and carburizing treatments. The weld penetration condition was analyzed in the union of the materials, identifying internal and surface porosity. It was observed that the impurities impregnated on the surface of the material were due to a corrosion inhibitor, which is applied prior to the laser station, these impurities were the cause of the generation of porosity through the phenomenon of hydrogen embrittlement. Through the standardization of parameters and cleaning in the laser welding process, together with the improvements in the tools of the laser cleaning station, a reduction in porosity was obtained in the axial union of the two parts.
CIATEQ, A.C.
2020
Tesis de maestría
Español
DISPOSITIVOS LÁSER
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