Abstract: The fillet joint is one of the most used in several industries, particularly in the agricultural machinery. However, many times, the complexity of the parts to be joined difficult welder accessibility, therefore working and travel angles are important variables to analyze. Furthermore, in GMAW process, employing shielding gas mixture Ar-20%CO2 has increased at expense of 100%CO2, requiring in general electrical parameters adjustment. In addition, incorporating new higher strength materials also requires optimizing the welding procedure. The aim of this study was to evaluate the effect of two shielding gases (Ar-20%CO2 and 100%CO2), three work angles (30, 45 and 60º) and two travel angles (45º for push welding and 60º for drag welding) on the dimensional aspects and mechanical properties of joints, obtained by GMAW on a microalloyed high strength steel. The highest levels of penetration corresponded to the samples welded by drag welding and CO2. The reinforcement was lower for pushing welding condition and mixture shield gases. The weld metal microhardness, to similar work angles, was higher for the gas mixture in all cases. Performance index were developed to consider the several geometrical aspect of the joints. They were correlated whit mechanical properties showing a good agreement.

Resumen: La junta de filete es una de las más utilizadas en diversas industrias, en particular en la de maquinaria agrícola. Sin embargo, muchas veces, la complejidad de las piezas a unir dificulta la accesibilidad del soldador en este tipo de juntas, siendo los ángulos de trabajo y desplazamiento un aspecto importante a evaluar. Además, en el proceso GMAW el empleo de la mezcla Ar-20%CO2 como gas de protección se ha incrementado en detrimento del 100%CO2, requiriendo en general un ajuste de los parámetros eléctricos. Por otro lado, la incorporación de nuevos materiales de mayor resistencia también requiere la optimización del procedimiento de soldadura. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de dos gases de protección (Ar-20%CO2 y 100%CO2), de tres ángulos de trabajo (30, 45 y 60º) y dos de desplazamiento (45º por empuje y 60º por arrastre) sobre los aspectos dimensionales del cordón y la resistencia mecánica de la junta de filete de un acero microaleado de alta resistencia, soldado mediante GMAW. Los mayores niveles de penetración correspondieron a las probetas soldadas por arrastre y con CO2. El sobre espesor fue menor para la condición por empuje y la mezcla de gases. La microdureza del metal de soldadura, para similar ángulo de trabajo, resultó mayor para el gas mezcla en todos los casos. Se desarrollaron índices de aceptabilidad que ponderan los aspectos geométricos y se los relacionaron con las propiedades mecánicas obtenidas sobre las juntas, mostrando una buena correlación.

AbstractCurrently, microalloyed high strength steels are being widely used to replace C and C-Mn steels for their advantages in terms of mechanical properties, corrosion resistance and weldability, allowing weight reduction of vehicles and structures without impairing their strength. When these steels are welded, the welding heat cycle causes microstructural changes that alter their original properties. The heat input (HI: heat input) is one of the main variables to consider when these modifications are evaluated. The final properties of the welded joint are also defined by the type of consumable used. The aim of this paper is to analyze the mechanical properties and microstructure of a butt welded microalloyed steel with two filler metal grades and different HI. A considerable increase grain size in the heat affected coarse grain zone, especially for high HI; and a softening in fine grain zone were observed. The values of tensile strength at both welding consumables remained basically unaltered, with better performance when welded with low HI. The toughness in the HAZ was improved when the HI decreased.

ResumenActualmente, los aceros microaleados son ampliamente utilizados en reemplazo de los aceros al C y C-Mn por sus ventajas en cuanto a propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y soldabilidad, permitiendo una reducción de peso de los vehículos y estructuras sin detrimento de su resistencia. Cuando estos aceros son soldados, el ciclo térmico de la soldadura provoca cambios microestructurales que modifican sus propiedades originales. El calor aportado (HI: heat input) es una de las principales variables a tener en cuenta cuando se evalúan estas modificaciones. Las propiedades finales de la unión soldada también se definen por el tipo de consumible utilizado. El objetivo de este trabajo es analizar las propiedades mecánicas y la microestructura de juntas soldadas a tope de un acero microaleado con dos grados de metal de aporte y diferentes HI. Como resultado del trabajo se observó un aumento considerable de tamaño de grano en la ZAC adyacente a la línea de fusión para todas las condiciones, siendo este efecto más marcado cuando se soldó con alto HI; y un ablandamiento en la ZAC de grano fino. Prácticamente se mantuvieron los valores de resistencia a la tracción al soldar con ambos consumibles, con un mejor desempeño cuando se soldó con bajo HI. La tenacidad en la ZAC mejoró con la disminución del HI.

Os aços 9%Cr são amplamente utilizados à alta temperatura, principalmente em aplicações relacionadas à geração de energia. Ultimamente têm sido desenvolvidas variantes desses materiais incorporando B, W e Co, entre outros elementos, ao sistema de liga. Devido à escassez de informação sobre a influência do procedimento de soldagem sobre a junta soldada, neste trabalho se estudou o comportamento do metal base e do metal de solda em juntas circunferências soldadas com dois consumíveis diferentes pelo processo de soldagem semi-automático FCAW, sob proteção gasosa de Ar/20%CO2. Realizaram-se tratamentos térmicos pós-soldagem a 760ºC durante 4 e 2 horas. Utilizaram-se dois arames tubulares de escória rutílica, ligados ao 9Cr1Mo e 9Cr0,5Mo1WCo. Analisou-se a microestrutura nas zonas do metal de solda, afetada pelo calor (zonas de grão grosso, grão fino, intercrítica e subcrítica) e metal base. Determinaram-se a composição química do metal de solda e as propriedades de tração transversal da junta, e realizaram levantamento do perfil de microdureza. Em todos os casos se observaram valores máximos de dureza na zona correspondente ao metal de soldadura e uma diminuição na zona afetada pelo calor desde a zona de grão grosso até o metal base, obtendo se valores mínimos na zona intercrítica, inferiores aos correspondentes ao aço base. Tanto a dureza como a resistência à tração aumentaram quando foi utilizado o arame 9Cr0,5Mo1W. O tratamento térmico mais curto permitiu alcançar maior resistência em todos os casos. Numa próxima etapa se fará as medições de tenacidade e de resistência ao creep.

9Cr steels are widely used for high temperature service, principally in applications related to energy generation. Lately several variants of these materials have been developed through the addition of B, W and Co, among others. Due to the fact that information on influence of welding procedure on the welded joint is scarce, the objective of this work was to study the behavior of both the base metal and the weld metal of circumferential weldments performed using semiautomatic welding process under gas mixture protection. Two FCAW rutilic slag wires, alloyed with 9Cr1Mo and 9Cr0.5Mo1W1Co respectively, were used under Ar/20%CO2 gas shielding. Post weld heat treatments of 4 and 2 hours have been carried out. The microstructure was analyzed in the different zones: weld metal, heat affected (coarse and fine grain, intercritical and subcritical) and not affected base metal. Chemical composition of the weld metal, transversal tensile properties of the joint and microhardness along the weld transversal section were determined. In all cases it was obtained maximum hardness values in the weld metal and a decrease in this property in the heat affected zone from the coarse grain zone to the base metal one. The minimal hardness values were achieved in the intercritical zone, lower than those of the metal base. Hardness and tensile strength increased when the weldment was performed with the 9Cr0,5Mo1W wire. The shorter heat treatment allowed obtaining higher values of tensile strength, in all the cases. Toughness and creep resistance determinations will be the next step.