ABSTRACT This work evaluates the behavior of microstructure in the GMAW of 2205 duplex steels welding for offshore applications. Welding is performed with two input energy levels, 1.5 kJ/mm and 2.5 kJ/mm. Samples from welds for the metallographic analysis by Optical Microscopy of Heat Affected Zone are extracted. The ferrite fraction and austenite in the microstructure is quantified from image processing. It is concluded that the relationship of austenite/ferrite phases in the ZAC was altered, regarding the base metal, without showing significant differences depending on the input energy of the process and ZAC microstructure is constituted by a ferritic matrix with grain boundary austenite (GBA), with Witmastatten austenite (WA) and intragranular austenite (IGA). For offshore applications, it is recommended to use the input energy of 1.5 kJ/mm.

RESUMEN En el presente trabajo se evaluó el comportamiento de la microestructura en la soldadura GMAW de aceros dúplex 2205 para aplicaciones mar adentro. Se realizaron soldaduras con dos nieveles de energía de entrada, 1,5 kJ/mm y 2,5 kJ/mm. De las soldaduras se extrajeron muestras para el análisis metalográfico por microscopía óptica de la zona afectada por el calor. A partir del procesamiento de imágenes se cuantificó la fracción de ferrita y austenita en la microestructura. Se concluye que la relación de fases austenita/ferrita en la ZAC se alteró, con respecto al metal base, sin mostrar diferencias significativas en función de la energía de entrada del proceso y que la microerstructura de la ZAC está constituida por una matriz ferrítica con austenita de contorno de grano (GBA), con austenita de Witmastatten (WA) y con austenita intragranular (IGA). Para aplicaciones mar adento es recomendable usar la energía de entrada de 1,5 kJ/mm.

ABSTRACT In present work, the width and microstructure behavior of the thermally affected zone (TAZ) was studied as a function of electrical current and preheating temperature in welding with a fused electrode and gaseous protection (GMAW) of a hardened 4130 steel. Current variation and preheating temperature, keeping the welding speed constant, was carried out based on a factorial experiments design. Metallographic analysis of a sample of base metal and samples extracted from the strands on sheet metal, obtained for each experimental condition, was carried out. The hardness profiles also were obtained for each test condition. From the hardness profiles the width of the TAZ was defined as the interval with low hardness values. As a result of the work, a quantitative relationship is established which shows that welding current increase and preheating temperature cause an increase in TAZ width, so that the best condition are lowest current and without preheating. It is also concluded that the TAZ presents three subzones with different microstructures.

RESUMEN En el presente trabajo se estudió el comportamiento del ancho y microestructura de la zona afectada térmicamente (ZAT) en función de la corriente y la temperatura de precalentamiento en la soldadura con electrodo fusible y protección gaseosa (GMAW) de un acero 4130 endurecido. La variación de la corriente y la temperatura de precalentamiento, manteniendo constante la velocidad de soldadura, se realizó en base a un diseño de experimentos de tipo factorial. Fue realizado el análisis metalográfico de una muestra del metal base y de muestras extraídas de los cordones sobre chapa, obtenidos para cada condición experimental. Fueron, también, obtenidos los perfiles de dureza para cada condición de ensayo. A partir de los perfiles de dureza fue definido el ancho de la ZAT como el intervalo con valores bajos de dureza. Como resultado del trabajo se establece una relación cuantitativa que evidencia que el aumento de la corriente de soldadura y la temperatura de precalentamiento provocan un aumento del ancho de la ZAT, por lo que la mejor condición es la menor corriente y sin precalentamiento. Se concluye también que la ZAT presenta tres subzonas con microestructuras diferentes.

ABSTRACT In present study the effect of welding current (heat input) and preheating temperature on minimum hardness behavior in 4130 AISI (30XMA) steel in initial state of thermal treatment at maximum hardness heat affected zone is evaluated. Different deposits on sheet metal are made, using a welding process with consumable electrode and gaseous protection, GMAW, in correspondence with a factorial experiment design. As result, was obtained a regression equation and a nomogram that allow to predict the minimum hardness in the heat affected zone. It was concluded that the minimum hardness in the studied zone decreases as the welding current and the preheating temperature increases, which can affect its service behavior when subjected to high speed impacts.

RESUMEN En el presente estudio se evalúa el efecto de la corriente de soldadura (aporte de calor) y la temperatura de precalentamiento sobre el comportamiento de la dureza mínima en la zona afectada térmicamente, de un acero AISI 4130 (30XMA) en estado inicial de tratamiento térmico a máxima dureza. Para ello se realizan diferentes depósitos sobre chapa, con el empleo del proceso de soldadura con electrodo fusible y protección gaseosa, GMAW, en correspondencia con un diseño de experimento tipo factorial. Como resultado se establece una ecuación de regresión y un nomograma que permiten predecir la dureza mínima en la zona afectada térmicamente. Se concluye que la dureza mínima en la zona estudiada desciende a medida que aumenta la corriente de soldadura y la temperatura de precalentamiento, lo que puede afectar su comportamiento en servicio cuando es sometida a impactos a alta velocidad.

Abstract In the present paper, an adjustment of the heat inputs corresponding to the cooling times of interest “t12/8” and “t8/5” in the HAZ of the GMAW of a duplex stainless steel 2205, of 10 mm thickness, using finite element simulation is made. For simulation, a welding modeling methodology previously developed was used, and it was enriched with the incorporation of a correction factor of the heat transferred to the finite elements by which the heat source passes. The methodology, using a code in APDL language, was initially validated through the comparison with experimental results of thermal cycles. In the paper is also demonstrated that the results of the relation of the heat input and cooling time variables are more accurate when using the Rykalin 2D theoretical model with the average properties of the steel in the range from room to solid temperature, than those obtained when the properties are replaced at room temperature.

Resumen En el presente artículo se realiza un ajuste de los calores de entrada que se corresponden con los tiempos de enfriamiento “t12/8” y “t 8/5” de interés, en la ZAT de la soldadura GMAW de una chapa de acero inoxidable dúplex 2205, de 10 mm de espesor, empleando la simulación por elementos finitos. Para la modelación de la soldadura se empleó una metodología desarrollada previamente, la cual se enriqueció con la incorporación de un factor de corrección del calor aportado, a los elementos finitos por los que pasa la fuente de calor. La metodología, implementada a través de un código en lenguaje APDL, fue validada inicialmente a través de la comparación con resultados de ciclos térmicos experimentales. En el trabajo además se demuestra que, cuando se utiliza el modelo teórico de Rykalin 2D, son más precisos los resultados que relacionan las variables calor de entrada - tiempo de enfriamiento, empleando las propiedades promedio del acero en el rango de temperatura desde la ambiente hasta la de sólido, que los que se obtienen cuando se sustituyen las propiedades a temperatura ambiente.

En el presente trabajo se implementa un procedimiento de análisis integral del aceite lubricante, de motores diesel estacionarios en una planta de generación de energía eléctrica, para evaluar su condición. Dicho procedimiento incorpora el seguimiento continuo de las variables, a través de la conocida metodología SACODE, con la introducción de modificaciones en los límites de dichas variables y la evaluación de la viscosidad cinemática y TBN, mediante el empleo de lógica Fuzzy. El método de análisis se automatiza mediante el desarrollo del software SOFTLUB, sobre plataforma MATLAB. El empleo de SOFTLUB permitió graficar los resultados históricos de las variables del análisis de aceite, calcular y actualizar sus límites, evaluar su estado, así como predecir el comportamiento futuro de la viscosidad y el TBN, para auxiliar la toma de decisiones en el mantenimiento.

In the present work, an integrated quality analysis process of the lubricating oil used in stationary diesel engines of electric power plants is implemented. This process includes a continuous monitoring of relevant variables through the well-known methodology SACODE with the following modifications: changes in variable limits and evaluation of kinematic viscosity and TBN by using Fuzzy logic. The method of analysis was automated by the implementation of the software SOFTLUB on the MATLAB platform. The uses of SOFTLUB allowed graphing historical results of oil quality parameters, calculating and updating its limits, quality assessment and also predicting future behavior of oil viscosity and TBN, in order to support maintenance decision making in power plants.

En el presente trabajo se realiza una caracterización general de los materiales cerámicos, y en específico del SiC-Al2O3 obtenido mediante la Síntesis Auto-sostenida de Alta Temperatura asistida por Arco Eléctrico (SHS-AE), proceso desarrollado por investigadores del CIS. Se describen las características físico- térmicas de los materiales involucrados en la reacción -materias primas del sistema SiO2-Al-C y materiales del horno- para luego poder realizar el Modelo por Elementos Finitos (MEF) y simular mediante el software ANSYS-MULTIPHYSICS la transferencia de calor producida por una fuente de energía puntual hacia la pastilla de los reactantes y demás elementos del horno. Se declara la transferencia de calor por convección y radiación por la alta temperatura del proceso. El modelo MEF obtenido se ejecutó con varias intensidades de la fuente de calor (100, 80, 60 y 40 A), en el que se pudo observar el comportamiento de la temperatura respecto al tiempo en los diferentes puntos de la pastilla, y a su vez proporciono criterios tecnológicos para la realización de la síntesis del material cerámico.

In this paper, a general characterization of ceramic materials and SiC-Al2O3-specific obtained by Self-sustained Synthesis of High Temperature Assisted by Electric Arc (EA-SHS) process developed by researchers at CIS. It describes the physical and thermal characteristics of the materials involved in the reaction system, raw materials SiO2-Al-C and furnace materials - to perform the finite element model (FEM) and simulated by ANSYS-MULTIPHYSICS software transfer heat produced by a power source to the pickup point of the reactants and other elements of the oven. It declares the heat transfer by convection and radiation from high temperature process. The MEF obtained model was run with various intensities of the heat source (100, 80, 60 and 40 A), observing the behaviour of the temperature vs. time at different points of the pellet and providing technical criteria for carrying out the synthesis of the ceramic material.

In the present work, thermal modeling of GTAW welding on AISI 316L stainless steel plate is presented. More relevant theoretical aspects to be considered during the implementation of an analysis of this type are discussed. For the simulation a general purpose finite element analysis software has been used. A previously developed methodology for 3D nonlinear transient modeling of welding process has also been improved. In this methodology a subroutine in APDL language is implemented, programmed with the double ellipsoid volumetric heat source model, in a Cartesian coordinated system. The influence of the selected time step on the simulation results is analyzed. The good correlation obtained among the results calculated by means of the model and the experimental data validates this improved methodology.

En el presente trabajo se realiza la modelación térmica de soldadura GTAW sobre placa de acero inoxidable AISI 316L. Se analizan los aspectos teóricos más relevantes a considerar durante la ejecución de un análisis de este tipo. En la simulación se emplea un software de análisis por elementos finitos de uso general y se enriquece una metodología, previamente desarrollada, para la modelación en 3D no lineal transitoria del proceso de soldeo. En dicha metodología se implementa una subrutina en lenguaje APDL, programada con el modelo volumétrico de fuente calor de doble elipsoide, en un sistema de coordenadas cartesiano. Se analiza la influencia del paso de tiempo seleccionado sobre los resultados de la simulación. Finalmente se valida la metodología enriquecida, en base a la correlación de los resultados del modelo respecto a los resultados experimentales.

The presence of acicular ferrite (AF) in the microstructure of weld bead, in a specified range of values, increase considerably the toughness of welded joints. The present paper, for that reason, study the relationship between the acicular ferrite quantity in the deposited metal and the oxygen present in the active gas mixture of CO2+O2, during the execution of butt welded joints with straight edges, in low carbon steels with consumable electrode and gas protection (GMAW) in invariable conditions of process parameters (welding current, arc voltage, welding speed, electrode extension, and gas flow). The graphic relation between the acicular ferrite and the oxygen content was established, as result of the research work.

La presencia de ferrita acicular (FA) en la microestructura del cordón de soldadura, dentro de determinado rango de valores, eleva considerablemente la tenacidad de las uniones soldadas. Es por ello, que el presente trabajo trata sobre un estudio que relaciona la cantidad de ferrita acicular en el cordón en función del contenido de oxígeno presente en la mezcla activa CO2+O2, durante la realización de uniones soldadas de bordes rectos en aceros de bajo carbono con el proceso con electrodo fusible y protección gaseosa (GMAW) en condiciones invariables de parámetros de proceso (corriente de soldadura, voltaje de arco, velocidad de soldadura, longitud libre y flujo de gas protector). Como resultado del trabajo se estableció la relación gráfica existente entre la ferrita acicular y el contenido de oxígeno en la mezcla.

The thermal behavior during in service repair welding of oil transportation pipes was studied by finite element analysis in the present paper. Regression equations that relate peak temperature at the inner surface of the pipe and cooling time between 800 and 500ºC in the heat affected zone to the welding heat input, preheat temperature, and convection heat transfer coefficient were obtained. The former parameters govern, respectively, the possibility of burn through and cold cracking, and the latter parameters define the thermal behavior during welding. The existence of conditions that simultaneously satisfy the obtained equations, for different combinations of related variables, was proved. Graphical representations of relevant practical importance that were developed from the solution of obtained equations are presented.

En el presente artículo, empleando el análisis por elementos finitos, se estudió el comportamiento térmico durante la soldadura de reparación, en condiciones de servicio, de un tubo que transporta petróleo. Se obtuvieron ecuaciones de regresión que relacionan a la temperatura máxima en la superficie interna del tubo y al tiempo de enfriamiento desde 800 ºC hasta 500 ºC de un punto situado en la zona afectada por el calor (ZAC), parámetros que gobiernan la ocurrencia de perforaciones en la pared del tubo y agrietamiento en frío respectivamente, con el calor de entrada de la soldadura, la temperatura de precalentamiento y el coeficiente de transferencia de calor por convección, variables que definen el comportamiento térmico durante la ejecución del proceso de soldadura. Se probó la existencia de una zona en que se satisfacen simultáneamente las ecuaciones obtenidas, para diferentes combinaciones de las variables relacionadas. Se presentaron nomogramas con un importante valor práctico, desarrollados a partir de la solución de las ecuaciones obtenidas.