ABSTRACT Introduction: The primary cause of component outage is wear. To solve it, the application of coatings by welding is the most efficient way. Objectives: To obtain improved performance wear resistant coatings, using experimental consumables or controlling the deposition process by arc welding with commercial consumables, as well as manufacturing equipment and devices for mounting tests to validate their tribological performance. Methods: The coatings were obtained by arc welding. The evaluation focuses on the deposit wear performance, covering other properties that phenomenologically explain the behavior. For the tribological tests, the conceptual design and manufacture of equipment and devices were performed and operative techniques and laboratory practice guides were developed for their use. Results: Improve performance coatings are obtained to work in wear conditions, based on experimental consumables or based on the control of the deposition process with commercial consumables. The conceptual design and manufacture of equipment and devices for tribological testing of coatings for research, service provision to the business sector and teaching are carried out. Conclusions: It is possible to explain the performance of tribological coatings to extend the service life of components subject to wear, based on the use of experimental consumables or based on the deposition process control by welding with commercials consumables. The equipment and devices manufactured for tribological tests provide consistent criteria of coating performance, in turn enabling the provision of services to the business sector and teaching.

RESUMEN Introducción: El desgaste es la causa principal de salida de servicio de componentes. Para enfrentarlo, la aplicación de recubrimientos por soldadura constituye la vía más eficiente. Objetivos: obtener recubrimientos de mejor desempeño frente al desgaste, empleando consumibles experimentales o controlando el proceso de deposición por soldadura por arco con consumibles comerciales, así como fabricar equipos y dispositivos para el montaje de ensayos para validar su desempeño tribológico. Métodos: Los recubrimientos fueron obtenidos por soldadura por arco. La evaluación fue enfocada hacia el desempeño al desgaste, abarcando otras propiedades que explican fenomenológicamente el comportamiento. Para los ensayos trobológicos fue realizado el diseño conceptual y la fabricación de equipos y dispositivos y fueron elaboradas técnicas operatorias y guías de prácticas de laboratorio. Resultados: Se obtienen recubrimientos de mejor desempeño para enfrentamiento al desgaste, en base a consumibles experimentales o en base al control del proceso de deposición con consumibles comerciales. Se realiza el diseño conceptual y la fabricación de equipos y dispositivos para ensayos tribológicos de recubrimientos para la investigación, la prestación de servicios al sector empresarial y la docencia. Conclusiones: Es posible explicar el desempeño tribológico de recubrimientos para alargar la vida en servicio de componentes sometidos a desgaste, en base al empleo de consumibles experimentales o en base al control del proceso de deposición por soldadura con consumibles comerciales. Los equipos y dispositivos fabricados para ensayos tribológicos brindan criterios consistentes sobre el desempeño de recubrimientos, posibilitando también la prestación de servicios al sector empresarial y la docencia.

Abstract: Fe-Mn-C (Hadfield) alloys for surfacing weld deposits have demonstrated excellent wear resistance under high dynamic loads. In recent years, numerous studies have been conducted to improve their wear resistance and performance through the introduction of others alloying elements. In the present work, microstructure and hardness of high Mn surfacing welds with 1.2% V and 2.4% Si additions were investigated. The surfacing welds were deposited using experimental tubular coated electrodes. Phases and micro constituents in the resulting deposits were identified using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), hardness and micro hardness. Based on the obtained results, V additions to the alloy led to the formation of austenite as predominant phase. Besides, contributed to the formation of vanadium carbides (VC), without the presence of complex carbides. Otherwise, Si addition favored the formation of an interdendritical ferrite network. The addition of these elements favored the increase in the properties of the weld deposits, potentializing their use in applications that require high wear resistance under high loads.

Resumen: Las aleaciones para el relleno superficial Fe-Mn-C (Hadfield) han demostrado una excelente resistencia al desgaste bajo altas cargas dinámicas. En los últimos años se han realizado numerosos estudios para aumentar la resistencia al desgaste y mejorar su desempeño, a través de la introducción de otros elementos de aleación. En el presente trabajo se investiga la microestructura y dureza de los depósitos de relleno con alto contenido de Mn y adiciones de 1.2% de V y 2.4% de Si. Los depósitos estudiados se realizaron utilizando electrodos tubulares revestidos fabricados a escala de laboratorio. Las fases y microconstituyentes en el metal depositado se identificaron mediante microscopía óptica (MO), electrónica de barrido (MEB), difracción de rayos X (DRX), dureza y microdureza. De acuerdo a los resultados obtenidos, la adición de V al sistema aleante originó que la fase predominante fuera la austenita. Además, contribuyó a la formación de carburos de vanadio (VC) en la microestructura de la capa de relleno, sin observarse la presencia de carburos complejos. Por otra parte, la presencia de Si favoreció la formación de una red de ferrita interdendrítica. La adición de estos elementos de aleación mejoró las propiedades de estos depósitos, potencializando su uso en aplicaciones que requieren alta resistencia al desgaste bajo altas cargas.

Los electrodos rutílicos impermeabilizados se usan frecuentemente en la soldadura subacuática por su buen comportamiento tecnológico. Una alternativa para mejorar su comportamiento sería incorporar compuestos químicos a la capa de barniz. En el presente trabajo se presentan los resultados obtenidos con la adición de una mezcla pirometalúrgica exotérmica en la primera capa de barniz de electrodos rutílicos del tipo 6013 y 7024. La mezcla pirometalúrgica propuesta proporciona, por etapas, oxígeno al medio, según la temperatura del revestimiento, alterando así la presión parcial del hidrógeno del medio circundante. El elemento químico portador de oxígeno en la mezcla pirometalurgia se reduce hasta su estado elemental, interactuando después con el baño de soldadura como desoxidante. Todo este proceso brinda un balance energético favorable al proceso de soldadura. A 50 metros de profundidad se comparan el comportamiento tecnológico, la cantidad de poros en el metal de soldadura, la estructura metalográfica y la composición química de los depósitos metálicos realizados con electrodos barnizados de la manera tradicional y con los barnizados con la mezcla pirometalúrgica. Con los electrodos del tipo 6013 cubiertos con barniz modificado se logró disminuir los niveles de porosidad en los cordones en un 16% y con los electrodos 7024 en un 59%.

Waterproof varnish coated rutile electrodes are used frequently in the underwater wet welding because of their good technological behavior. An alternative to improve its behavior would be to incorporate chemical compounds to the waterproof varnish layer. In the present work the results obtained with the addition of an exothermic pyrometallurgical mixture in the first waterproof varnish layer of rutile electrode types 6013 and 7024 are presented. Depending on the temperature of coating, the proposed pyrometallurgical mixture provides oxygen by stages altering the partial pressure of hydrogen of surrounding means. The carrying chemical oxygen element in the pyrometallurgical mixture is reduced until its elementary state, interacting later with the metal in weld pool as deoxidizer. All this process offers a favorable energetic balance to the welding process. Welds were performed at 50 meters deep with electrodes having traditional varnish and varnish with additions. The technological behavior, amount of porous, metallographic structure and chemical composition were measured. For the E6013 electrodes the porosity was reduced to 16% while for the E7024 by 59%.

En el presente trabajo se aborda el aumento del índice de basicidad de un fundente en su estado líquido, representado por el sistema ternario de óxidos MnO-SiO2-CaO. El incremento del índice de basicidad se realiza mediante la adición de CaO, manteniendo constante la relación porcentual MnO/SiO2 del sistema, con vistas a evaluar el comportamiento de la actividad química y su efecto sobre la composición química resultante del metal depositado por soldadura. Como resultado se logra intensificar la transferencia del manganeso al metal depositado, a la vez que se atenúa la del silicio, el azufre, el fósforo y el carbono.

This study concerns the increase in the basicity index of a flux in liquid state, represented by the ternary system of MnO-SiO2- CaO oxides. The increase of the basicity index is achieved through the addition of CaO, keeping constant the MnO/SiO2 percentage relation of the system, in order to evaluate the behaviour of the chemical activity and its effect on the chemical composition resulting from the metal deposited by welding. Results show that it is possible to intensify the transfer of manganese to the deposited metal and, at the same time, reduce the transfer of silicon, sulfur, phosphorus and carbon.