Abstract: Dual phase steels (DP) offers a good combination of strength, formability and weldability and are widely used in the automotive industry. The incorporation of these new materials requires the development of new welding procedures. Currently, the Gas Metal Arc Welding - Brazing process (GMAW-B) is increasingly used, since it presents good surface appearance and does not produce the fusion of the materials to be joined, limiting the microstructural degradation suffered by DP steels. The objective of this work is to analyze the effect of GMAW-B welding parameters on the characteristics of welded joints in DP steels. Test pieces of DP steel sheets of 1000 MPa tensile strength were welded. The effect of the working angle, of the thermal input through the welding speed and the operation mode were analyzed. On the welded specimens the bead geometrical aspects, defects generations and microstructural evolution along the welded joint were determined. Tensile shear tests and microhardness profiles were carried out. When reducing the welding speed and with a working angle of 30º, the wetting lengths of the filler metal increased on the DP steel sheets and consequently improved the resistance of the welded joint. With the pulsed mode, the surface appearance of the beads, the geometrical characteristics and the wetting are substantially improved, thus the fracture takes place outside the bead, at the heat affected zone (HAZ). It was defined a critical wetting length on both sheets to locate the fracture in the HAZ and maximize the fracture load. A simple model was developed to predict the fracture load from the bead dimensions and the material properties at the different zones.

Resumen: Los aceros de fase dual (DP) ofrecen una buena combinación de resistencia, conformabilidad y soldabilidad y son de gran aplicación en la industria automotriz. La incorporación de estos nuevos materiales exige el desarrollo de nuevos procedimientos de soldadura. Actualmente, es cada vez más utilizado el proceso Gas Metal Arc Welding - Brazing (GMAW-B), debido a su buen aspecto superficial y a la ausencia de fusión de los materiales a unir, lo que limita la degradación microestructural en los aceros tipo DP. El objetivo de este trabajo es analizar el efecto de los parámetros de soldadura GMAW-B sobre las características de las juntas soldadas en aceros DP. Se soldaron probetas de chapa acero DP de 1000 MPa de resistencia a la tracción. Se analizó el efecto del ángulo de trabajo, del aporte térmico a través de la velocidad de soldadura y el modo operativo. Sobre las probetas soldadas se determinaron los aspectos geométricos del depósito, la generación de defectos y la evolución microestructural a lo largo de la junta soldada. Se realizaron ensayos de arrancamiento por tracción y perfiles de microdureza. Al disminuir la velocidad de soldadura y con un ángulo de trabajo de 30º aumentaron las longitudes de mojado del material de aporte sobre las chapas de acero DP y consecuentemente mejoró la resistencia de la junta soldada. Con el modo pulsado mejoró sustancialmente el aspecto superficial de los cordones, las características geométricas y el mojado, determinando así la ocurrencia de la fractura fuera del cordón, en la zona afectada por el calor (ZAC). Se determinó una longitud crítica de mojado mínima sobre ambas chapas que produce que la fractura se ubique en ZAC y se maximice la carga de rotura. Se desarrolló un modelo simple que permite predecir la carga de rotura a partir de las dimensiones del cordón y las propiedades del material en las distintas zonas

Abstract The effect of the cooling rate and the dilution in overlay welds with a duplex stainless steel, on a commercial low carbon steel sheet, by means of the semi-automatic welding process with shielding gas was studied. To study the effect of cooling rate and dilution, coupons were welded with 0.6; 0.9 and 1.8 kJ/mm (keeping the electrical parameters constant and varying the welding speed) with one and two layers. On the welded specimens, the chemical composition was measured, the phase content was quantified and the precipitation of intermetallic compounds was observed by optical microscopy, scanning electron and X-ray diffraction. The results show that, in the coupons welded with one layer, as the heat input increases, the ferrite content increases associated with the dilution decrease. On the other hand, in coupons welded with two layers (with low dilution values), the ferrite content decreases, associated with the cooling rate and the longer time available for the transformation of ferrite into austenite. The microstructural balance in Corrosion Resistance Alloy Overlay Welding with duplex stainless steels is controlled, mainly, by the degree of dilution for one layer and the heat provided for two layers.

Resumen Se estudió el efecto de la velocidad de enfriamiento y de la dilución en soldaduras de recubrimiento con un acero inoxidable dúplex, sobre una chapa de acero de bajo contenido de carbono, mediante el proceso de soldadura semiautomático con protección gaseosa. Para estudiar dichos efectos, se soldaron cupones con 0,6; 0,9 y 1,8 kJ/mm (manteniendo constante los parámetros eléctricos y variando la velocidad de soldadura) con una y dos capas. Se midió la composición química, se cuantificó el contenido de fases y se observó la precipitación de compuestos intermetálicos mediante microscopía óptica, electrónica de barrido y difracción de rayos X. Los resultados muestran que, en los cupones soldados con una capa, al aumentar el calor aportado, el contenido de ferrita aumenta asociado a la disminución de la dilución. Por otro lado, en los cupones soldados con dos capas (con bajos valores de dilución), el contenido de ferrita disminuye, asociado a la velocidad de enfriamiento y al mayor tiempo disponible para la transformación de ferrita en austenita. El equilibrio microestructural en recargues resistentes a la corrosión con aceros inoxidables dúplex está controlado, principalmente, por el grado de dilución para una capa y por el calor aportado para dos capas.

ABSTRACT Friction Stir Welding (FSW) is a solid state process that has reach a strong technological impact in welding of aluminum alloys. Among its advantages, it may include the ability of joining materials that are difficult to weld by fusion. In welding of heat treatable aluminum alloys, some degradation in metallurgical properties is observed, so welds show lower strength than base metal. Welding parameters define the mechanical properties of the welded joints. Small Punch Tests (SPT) allow the analysis of local properties in weld zones because small specimens are required. In this paper, two batches of samples were prepared with different welding parameters and local mechanical properties were studied by SPT tests. An AA6061-T6 sheet with thickness 3 mm was selected as base metal. Thermal cycle, axial load and another welding parameters were fully recorded. From samples taken from welded coupons, weldments were characterized mechanically and metallurgically by conventional tests for comparison with SPT results. SPT is a valuable tool to estimate local mechanical properties in FSW welds.

RESUMEN La Soldadura por Fricción Agitación (FSW) es un proceso en fase sólida que ha generado un fuerte impacto tecnológico en la soldadura de aleaciones de aluminio. Entre sus ventajas, se puede incluir la capacidad de unir materiales que son difíciles de soldar por fusión. Durante la soldadura de las aleaciones de aluminio tratables térmicamente, se observa la degradación de las propiedades metalúrgicas, obteniéndose menor resistencia en la soldadura que en el metal base. Los parámetros de soldadura definen las propiedades mecánicas de la unión. Los ensayos de Punzonado de Mini -Probetas (SPT) permiten el análisis de las propiedades locales en las zonas de soldadura, debido a que se requieren probetas de pequeñas dimensiones. En este trabajo, se prepararon dos lotes de probetas, con diferentes parámetros de soldadura y se estudiaron, mediante ensayos SPT, las propiedades de las diferentes zonas en soldaduras FSW. El metal base seleccionado fue chapa de aluminio AA6061-T6, con espesor de 3 mm. Se registraron los ciclos térmicos, la carga axial y otros parámetros de soldadura. A partir de probetas extraídas de los cupones soldados, las soldaduras se caracterizaron mecánica y metalúrgicamente con ensayos convencionales, para su comparación con los resultados del SPT. El SPT aparece como una herramienta conveniente para la evaluación de propiedades mecánicas locales aplicable a uniones soldadas por FSW.

ABSTRACT Superplasticity is defined by an extended plastic deformation previous to fracture, generally at high temperatures. In the mode of fine structures superplasticity, grain boundary sliding is the controlling mechanism. To achieve this fine grained structure it could be used any Severe Plastic Deformation (SPD) process like Friction Stir Processing (FSP). Nevertheless, it must be consider the thermal stability of the microstructure produced, which is related to its capacity to resist heating without experiment abnormal grain growth. The use of magnesium alloys has been promoted in the automotive industry in order to reduce weight of the structures. The aim of this work is to study the thermal stability of the AZ31 friction stir processed microstructure. Sheets of 3 mm thickness were obtained in as cast condition. These sheets were FSProcessed. Samples of AZ31 FSPed were heat treated to 300, 350, 400 and 450 ºC, during 10, 30 and 60 min. These 12 conditions plus the base material were microstructurally characterized. Vickers microhardness profiles were also measured. Grain growth kinetics was analyzed and related with time and temperature.

RESUMEN La superplasticidad está caracterizada por una extensa deformación plástica previa a la fractura, generalmente a elevada temperatura. En el modo de superplasticidad por estructura fina, el deslizamiento de fronteras de grano es el mecanismo que controla la deformación superplástica. Para lograr esta estructura de grano fino se puede utilizar algún proceso que introduzca una deformación plástica severa, como el Procesamiento por Fricción Agitación (FSP). Sin embargo, se debe tener en cuenta la estabilidad térmica de la estructura obtenida, la cual está asociada a la capacidad que tiene la misma de soportar calentamientos sin que se produzca crecimiento anormal de grano. Por otra parte, el interés por obtener estructuras más livianas en la industria del transporte ha promovido a la incorporación de las aleaciones de magnesio. El objetivo de este trabajo es analizar la estabilidad térmica de una aleación de magnesio AZ31 procesada por fricción agitación. A partir de un lingote de AZ31 se obtuvieron chapas de 3 mm de espesor en condición inicial “as cast”. Estas chapas fueron procesadas por fricción agitación bajo condiciones de procesamiento determinadas. Sobre muestras procesadas se realizaron tratamientos térmicos a 300, 350, 400 y 450 ºC por un tiempo de 10, 30 y 60 minutos. Estas 12 condiciones más el material base y el material “como procesado” fueron preparadas para observación metalográfica, obteniéndose el tamaño de grano promedio así como la distribución de tamaño de grano. Asimismo, se determinaron perfiles de microdureza Vickers en cada una de las muestras analizadas. Se evalúa la cinética del crecimiento de grano en función de la temperatura y el tiempo, siendo estos resultados de gran utilidad para el análisis del comportamiento superplástico de estas muestras procesadas en futuros trabajos.

ABSTRACT Friction Stir Welding (FSW) is a novel solid-phase welding process, which has proved to have a great potential for the realization of welded joints in materials with poor weldability such as heat-treatable aluminum alloys. The aerospace industry has incorporated this process for the manufacture of structural elements, using known high strength alloys such as AA7075 or AA2024. During FSW, different areas are formed due to the thermomechanical cycle applied, which have been named: the stirred zone (WN), the thermo-mechanically affected zone (TMAZ) and the heat affected zone (HAZ). Each zone presents different metallurgical characteristics, so the corrosion resistance could be affected. This is a relevant aspect for multiple applications and the implications are still not clear. The aim of this work was to study the corrosion behavior of FSWed joints on AA7075-T651. For this purpose, samples of 150x150 mm have been welded with a rotation speed of 680 rpm and two welding speeds: 51 and 206 cm / min. A microstructural characterization of the different zones of the welds was carried out, and the galvanic behavior of the specimens was analyzed through inmersion tests in a solution of 3,5% NaCl without oxygen removal; and agar gel test, by contacting the specimen with a gel membrane prepared with 3% agar, 3.5% NaCl and pH universal indicator solution. Samples for macro and microstructural characterization were extracted. The results showed the presence of a localized attack at the TMAZ-hot HAZ interface. The characterization through SEM indicated a major intergranular attack, with the coalescence of several attacks. In turn, preponderance in the attack was observed on the retreating side of the weld.

RESUMEN La soldadura por Fricción Agitación (FSW) es un proceso en estado sólido que ha revolucionado la soldadura de aleaciones de aluminio. La industria aeronáutica y otras han incorporado este proceso para la fabricación de elementos estructurales, empleando aleaciones de alta resistencia como las conocidas AA7075 o AA2024. Durante la FSW se forman, como consecuencia del ciclo termomecánico aplicado, distintas zonas entre las que se encuentran la zona agitada (WN), la zona termomecánicamente afectada (TMAZ), y la zona térmicamente afectada (HAZ). Cada una de ellas presenta características metalúrgicas diferenciadas, por lo que la resistencia a la corrosión podría verse afectada. El objetivo de este trabajo fue estudiar el comportamiento frente a la corrosión de uniones soldadas por FSW en AA7075-T651. Para ello, se soldaron probetas de (150x150) mm de AA7075-T651 por FSW con una velocidad de rotación de 680 rpm y dos velocidades de avance: 51 mm/min y 206 mm/min. Se realizó una caracterización microestructural de las diferentes zonas de la soldadura, y se analizó el comportamiento galvánico a través de ensayos de inmersión en una solución de 3,5% de NaCl sin eliminación de oxígeno y de ensayos de contacto con gel al 3% de agar, 3,5% de NaCl y solución de indicador de pH universal. Se extrajeron muestras para la caracterización microestructural del ataque. Se observó la presencia de un ataque localizado en la interfase TMAZ-HAZ caliente. La caracterización a través de SEM indicó un ataque intergranular de gran envergadura, con la coalescencia de diversos ataques. Se observó una preponderancia del ataque en el lado de retroceso de soldadura.

RESUMEN Los aceros 9Cr con resistencia al creep mejorada (CSE9Cr) son ampliamente utilizados en la industria de generación termoeléctrica, en los que la soldabilidad es un factor crítico, debido a que se los emplea en la fabricación de equipos de construcción soldada. Para mejorar la resistencia al creep se busca obtener microestructuras que contengan alta densidad de dislocaciones y finos precipitados que refuercen la matriz martensítica a alta temperatura. Estas microestructuras pueden ser alcanzadas luego de aplicar un tratamiento térmico de post soldadura (PWHT), por cuanto su optimización es importante. En este trabajo se estudió la aplicación de un PWHT alternativo a los industrialmente utilizados sobre depósitos de soldadura de aceros CSE9Cr. Se soldaron cupones de metal de aporte puro (MAP) con alambres tubulares flux-cored experimentales. Los PWHT evaluados fueron: 1) convencional: revenido a 760°C durante 2 horas, 2) alternativo: solubilizado a 1100°C durante 1hora + primer revenido a 660°C durante 3 horas + segundo revenido a 660°C durante 3 horas. Sobres muestras tratadas, se llevaron a cabo ensayos de tracción en caliente (HTT) a diferentes velocidades de deformación inicial y temperaturas, analizando las microestructuras de partida por microscopía SEM y EBSD. Se extrapolaron los resultados de HTT aplicando la teoría de correlación HTT-Creep y de parametrización Larson-Miller. Se encontró que un PWHT de solubilizado más un doble revenido mejoró las propiedades a elevada temperatura. Esto estaría asociado a la obtención de una microestructura con una mayor densidad de dislocaciones y precipitados finos que limitaron el movimiento de las dislocaciones en el tiempo.

ABSTRACT New alloys have been developed for enhancing the performance of the equipment used in thermoelectric power generation industry. With the objective of increasing the creep resistance of these materials, changes in the content of some microalloying elements were carried out. Boron bearing in creep strength enhanced 9Cr steel (CSE9Cr) welds improved martensite stabilization through precipitates. Mechanical properties are achieved after post weld heat treatments (PWHT). In this work, microstructural evolution of samples subjected to hot tensile test (HTT) was studied by means of in-situ X-Ray Diffraction (XRD) to determine the effect of boron in CSE9Cr welds on their mechanical properties at elevated temperatures. All weld metal coupons were welded using two experimental flux-cored wires with two levels of boron (20 and 60 ppm). A single post weld heat treatment was applied to each composition. HTT at different temperatures and initial strain rate were performed while the microstructure evolution was monitoring by in-situ XRD. Mechanical properties and XRD microstructural parameters were correlated. HTT results were extrapolated using correlation theory HTT-Creep and Larson-Miller parameterization. It was found that the higher boron in the weld metal decreased the rate of strength loss at elevated temperatures.

RESUMEN La industria de generación termoeléctrica busca incrementar el rendimiento de sus máquinas a través del desarrollo de nuevas aleaciones. Para aumentar la resistencia al creep de los materiales empleados en estos equipos de construcción soldada se ha modificado el contenido de algunos microaleantes, tanto en los materiales base como en el metal de soldadura. La optimización de los niveles de boro en los depósitos de soldadura de aceros 9Cr con resistencia al creep mejorada (CSE9Cr) persigue estabilizar la martensita reduciendo la velocidad de degradación de los precipitados formados. Estas microestructuras pueden ser alcanzadas luego de aplicar un tratamiento térmico de post soldadura (PWHT). En este trabajo se estudió la evolución microestructural in-situ de muestras sometidas a ensayos de tracción en caliente (HTT) con el objeto de determinar el efecto del contenido de boro en depósitos de soldadura de aceros CSE9Cr sobre las propiedades mecánicas a elevadas temperaturas. Se soldaron cupones de metal de aporte puro (MAP) con dos alambres tubulares flux-cored experimentales conteniendo diferentes niveles de boro (20 y 60 ppm). Se aplicó el mismo PWHT a cada composición. Se realizaron ensayos de HTT a diferentes velocidades de deformación inicial y temperaturas, analizando mediante difracción de rayos-X (XRD) in-situ la evolución microestructural. Se correlacionaron datos de propiedades mecánicas con parámetros microestructurales obtenidos de XRD. Se extrapolaron los resultados de HTT aplicando la teoría de correlación HTT-Creep y de parametrización Larson-Miller. Se encontró que el mayor contenido de boro disminuyó la tasa de pérdida de resistencia del metal de soldadura a elevadas temperaturas.

ABSTRACT Reinforced concrete is the most widely used material in construction industry. Generally concrete is reinforced with ribbed bars. In certain applications, it is desirable to use welded mesh and are used in most reinforced concrete structures (buildings, roads, tunnels and prefabricated components). Welded mesh are generally electrowelded (PW: Projection Welding), where the heat necessary to produce the joint is originated by the resistance that oppose the workpieces to the flow of electric current, under the action of mechanical pressure. This process presents various operational parameters which affect the quality of welded joints and the microstructural evolution that takes place during welding. IRAM-IAS U 500-06 standard establishes the requirements to be met by welded steel mesh. The aim of this work is to study the influence of process parameters on the microstructural evolution and mechanical properties of the joints of welded mesh. ATR 500 M ribbed wires of 4 mm in diameter were welded by PW with different welding parameters. The influence of the welding current, welding time, pressure and prewelded time were evaluated. On welded joints, it was characterized the macro and microstructure, microhardness profiles and pull tests were performed. Comparisons with commercial mesh were made and compliance with the requirements of that standard is verified. A strong effect of time and welding current is observed and optimized procedure was obtained.

RESUMENza y el tiempo de presoldadur El hormigón armado es el material utilizado por excelencia en la industria de la construcción. El refuerzo del hormigón es en general barras de acero nervuradas. En ciertas aplicaciones, resulta conveniente el empleo de mallas y son empleadas en la mayoría de las estructuras de hormigón armado (edificios, carreteras, túneles y componentes prefabricados). Estas mallas de acero son en general electrosoldadas (PW: Projection Welding), donde el calor generado para producir la unión surge de la resistencia que oponen las piezas de trabajo al paso de la corriente eléctrica, bajo la acción de presión mecánica. Dicho proceso presenta diversos parámetros operativos los cuales afectan la calidad de las uniones soldadas y la evolución microestructural que tiene lugar durante la soldadura. La norma IRAM-IAS U 500-06 establece los requerimientos que deben cumplir dichas mallas electrosoldadas. El objetivo de este trabajo es estudiar la influencia de los parámetros de proceso sobre la evolución microestructural y las propiedades mecánicas de las uniones de mallas electrosoldadas. Para esto se soldaron alambres nervurados ATR 500M de 4 mm de diámetro mediante PW con diferentes parámetros de soldadura. Se evaluó la influencia de la corriente de soldadura, el tiempo de soldadura, la fuerza y el tiempo de presoldadura. Sobre las uniones soldadas, se caracterizó la macro y microestructura, se realizaron perfiles de microdureza y ensayos de arrancamiento. Se realizaron comparaciones con mallas comerciales y se verificó el cumplimiento de los requisitos de la mencionada norma. Se observó un fuerte efecto del tiempo y la corriente de soldadura y se obtuvo un procedimiento optimizado.

ABSTRACT In recent times new materials have been introduced in automobiles construction in order to reduce their weight and consequently fuel consumption and emissions level. Among them are Dual Phase (DP) steels, constituted by a ferritic matrix with martensite islands. Resistance Spot Welding (RSW) is the most commonly used welding process in the automotive industry. However, the welding of these materials presents greater challenges, since the parameters used for RSW welding of conventional steels are not applicable on these advanced steels. Also, the welding thermal cycle degraded its properties, with the minimum hardness being found in the sub and/or inter critical zone. In turn, due to the high cooling rates imposed by the strong cooling of the electrodes, structures of high hardness can be generated in the nugget region. In this sense, the optimization of welding procedures is of particular interest. In other way, productivity is an great relevance aspect in these applications, thus reducing welding times is a requirement. The objective of this work is to evaluate the effect of RSW welding parameters on DP1000 steels in order to optimize them. To this end, 1.2 mm thick DP1000 steel probes were welded by RSW, varying the current and the welding time. On the welded joints, macro and microstructural characterization was performed by optical and scanning electron microscopy, Vickers microhardness profiles and peel-test and shear-test stripping tests. The fracture surfaces were analyzed by light microscopy. A set of parameters that optimizes the welding process of DP1000 steels by RSW was obtained. It was found that from 10 welding cycles and with current levels of 7 KA the points achieves the dimensional requirements and mechanical properties adopted by the automotive industry.

RESUMEN En el último tiempo se han introducido nuevos materiales en la construcción de automóviles a fin de disminuir su peso y consecuentemente el consumo de combustible y el nivel de emisiones. Entre ellos se encuentran los Aceros Dual Phase (DP), constituidos por una matriz ferrítica con islas de martensita. La soldadura por puntos de resistencia (RSW) es el proceso de soldadura más utilizado en la industria automotriz. Sin embargo, la soldadura de estos materiales presenta mayores desafíos, ya que los parámetros empleados para la soldadura RSW de aceros convencionales no son aplicables a estos aceros avanzados. Asimismo, los ciclos térmicos de la soldadura degradan sus propiedades encontrándose el mínimo de dureza en la zona sub y/o inter crítica. A su vez, debido a las altas velocidades de enfriamiento impuestas por la fuerte refrigeración de los electrodos, en la zona de la lenteja se pueden generar estructuras de elevada dureza. En este sentido, la optimización de los procedimientos de soldadura presenta un interés especial. Por otro lado, la productividad es un aspecto de gran relevancia en estas aplicaciones por lo que la reducción de los tiempos de soldadura es un requerimiento. El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de los parámetros de soldadura RSW en aceros DP1000 de forma de optimizar el mismo. A este fin, se soldaron mediante RSW probetas de acero DP1000 de 1,2 mm de espesor, variando la corriente y el tiempo de soldadura. Sobre las uniones soldadas se realizó la caracterización macro y microestructural mediante microscopía óptica y electrónica de barrido, perfiles de microdureza Vickers y ensayos de arrancamiento tipo peel-test y shear-test. Las superficies de fractura se analizaron mediante microscopía óptica. Se obtuvo un conjunto de parámetros que optimiza el procedimiento de soldadura de aceros DP1000 mediante RSW. Se encontró que a partir de los 10 ciclos de soldadura y con niveles de corriente de 7 KA los puntos cumplen con los requerimientos dimensionales y de propiedades mecánicas adoptados por la industria automotriz.

ABSTRACT In the last years microalloyed boron steels have been adopted in the automotive industry to achieve weight reductions. Namely, they are used as load-bearing elements such as pillars and reinforcements, in a quenched and tempered (QT) condition with tensile strength ranging from 800 to 1300 MPa. Dual-Phase (DP) steels have also been introduced in this industry given their good combination of high strength and ductility, coupled with good energy absorption characteristics. The automobile is largely a welded steel frame construction. Thus, the weldability of these advanced high strength steels is a key aspect. The Plasma Arc Welding process (PAW) presents features that make it suitable for these applications. Furthermore, the mechanical response, specifically the fatigue behavior of weldments is crucial for this kind of applications. In this manner, the purpose of this work was to study the fatigue response of PAW welded joints of 1mm high strength (900 MPa) microalloyed boron steels sheets in two microstructural conditions: quenched and tempered (QT) and dualphase (DP). Intercritical and quenching and tempering heat treatments were performed. Coupons of 100x100mm were welded by PAW and characterized. Finally, by means of pulsating 4-point bending fatigue tests, fatigue curves were obtained for both types of welded joints (PAW+TR and PAW+DP). A superior fatigue life was measured for de PAW+DP samples. This observation could be related to the different microstructural evolution experienced in the heat affected zone of this two materials.

RESUMEN En el último tiempo los aceros microaleados al boro se han presentado en la industria automotriz como una alternativa para la disminución de peso de estas estructuras. Típicamente, se emplean en condición de temple y revenido (TR) con resistencias a la tracción entre 800 y 1300 MPa en elementos estructurales como parantes, columnas o refuerzos. Asimismo, los aceros Dual-Phase (DP) también ocupan un lugar de relevancia en esta industria, dada la particular combinación de elevada resistencia y aceptable ductilidad, junto con una gran capacidad de absorción de energía. La estructura del automóvil es primordialmente de construcción soldada, por tanto, la soldadura de estos materiales es un aspecto trascendental. El proceso PAW presenta aspectos que lo vuelven una opción interesante para estas aplicaciones. Asimismo, la vida a la fatiga de estas uniones soldadas es un aspecto de fundamental importancia en este tipo de elementos. El objetivo de este trabajo fue evaluar la vida a la fatiga de uniones soldadas ejecutadas mediante el proceso PAW de aceros microaleados al boro en chapa fina (1 mm) con 900 MPa de resistencia a la tracción, en dos condiciones microestructurales: temple y revenido (TR) y dual-phase (DP). A tal fin, se obtuvieron ambas condiciones microestrucutrales mediante tratamientos térmicos intercríticos y de temple y revenido. Posteriormente, mediante el proceso mencionado, se soldaron cupones de 100x100mm, caracterizándose microestructural y mecánicamente (perfiles de dureza y ensayos de tracción) las uniones soldadas. Finalmente, para ambos casos (PAW+TR y PAW+DP), se ensayaron a fatiga probetas en flexión en cuatro puntos pulsante, obteniéndose las curvas S-N. Se observó que las probetas PAW+DP presentaron superior vida a fatiga que las PAW+TR. Este resultado estaría asociado a la evolución microestructural que experimentan ambos materiales.

ABSTRACT Superduplex stainless steels have a dual structure constituted approximately by 50% of ferrite and 50 % of austenite. This fact produces a good combination of mechanical properties and corrosion resistance. Thanks to these features their use is growing, mainly in the industries of paper, chemical, gas and oil. Surfacing welding is used for the manufacture and / or repair of parts and equipment. The properties of the coating depend on its chemical composition and microstructure, which are defined by the dilution with the base metal and the welding process utilized. Therefore, in cladding welding, the control of the present phases in the microstructure is essential to ensure the required properties. The objective of this work was to study the effect of heat input and the amount of layers of superduplex stainless steel deposits on the chemical composition, microstructure, hardness and pitting corrosion resistance. Six cladding coupons were welded by semiautomatic arc welding process: 1 and 2 layers coupons were welded with low, medium and high heat input (modifying only the welding speed). Macro and microstructure was analyzed by optical and scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The geometrical and chemical dilutions were determined. Also, Vickers microhardness and pitting corrosion resistance were measured.

RESUMEN Los aceros inoxidables superdúplex poseen una estructura dual con un 50% de ferrita y austenita. Con este balance de fases se obtienen las mejores propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión. Gracias a estas características su empleo se encuentra en crecimiento, fundamentalmente, en las industrias del papel, químicas, del gas y del petróleo. La soldadura de recargue, o cladding, está asociada a la deposición de material superficialmente y es utilizada habitualmente tanto para la fabricación como para la reparación de equipos. Las propiedades del recubrimiento dependen de la composición química y de la microestructura, las que a su vez son dependientes de procedimiento de soldadura. Por lo tanto, en soldadura de recargue con aceros inoxidables superdúplex, el control de las fases presentes en la microestructura es esencial para garantizar las propiedades requeridas. El objetivo de este trabajo fue el de estudiar el efecto del calor aportado (alto, medio y bajo) y de la cantidad de capas (una y dos) del depósito de soldadura de acero inoxidable superdúplex sobre la composición química, la microestructura, la dureza y resistencia a la corrosión por picado. Para tal fin, se soldaron seis cupones de recargue mediante el proceso de soldadura por arco eléctrico semiautomático con protección gaseosa: 1 y 2 capas soldados con bajo, medio y alto calor aportado (modificando únicamente la velocidad de soldadura). Sobre los mismos se caracterizó la macro y microestructura, se determinó la dilución geométrica y química, se observó la microestructura mediante microscopía óptica, electrónica de barrido y difracción de rayos X, se determinó la microdureza Vickers y se evaluó la resistencia a la corrosión por picado mediante curvas de polarización.

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.

Lately modern hardfacing tubular wires for semiautomatic welding with gas protection and without it have been developed. These wires deposit Fe-based nanostructured alloys with high abrasive wear resistance. The information on these new consumables is scarce, especially about the effect that the welding parameters (heat input, shielding gas, arc voltage, current intensity, etc.) have on the deposit, its microstructure and, consequently, its wear behavior. For this reason, in this work it was studied the effect of heat input (voltage, intensity of current and welding velocity) on the properties of a FCAW Fe-based nanostructured deposit obtained without gas protection. This study is a continuation of a previous one in which the same consumable was used under shielding gas. Bead on plate samples were welded using heat inputs between 0.5 and 3.5 kJ/mm. The dimensional study was performed on the beads, chemical composition was determined and the microstructure was analyzed using optical and electronic microscopy and X Ray diffraction. Microhardness, cristalita size and dilution percentage were also measured. It was observed an important influence of the welding parameters on the bead geometry and the microstructure. The operational behavior of this wire, welded without shielding gas, was very good.

Recientemente se han fabricado modernos alambres tubulares utilizados con el proceso de soldadura semiautomática bajo protección gaseosa y sin ella, que depositan aleaciones base Fe nanoestructurados, con alta resistencia al desgaste abrasivo, para aplicaciones de recargue. La información respecto de estos nuevos consumibles es escasa, en especial sobre el efecto que los parámetros de soldadura utilizados (calor aportado, gas de protección, voltaje de trabajo, intensidad de corriente, etc.) tienen sobre el depósito, su microestructura y por consiguiente su comportamiento frente al desgaste. Por tal motivo, en el presente trabajo se estudió el efecto del aporte térmico (tensión, corriente y velocidad de soldadura) sobre el depósito nanoestructurado base hierro, obtenido por FCAW sin protección gaseosa; este trabajo es continuación de otro en el que se estudió el mismo consumible soldado bajo protección gaseosa. Se soldaron muestras con aportes térmicos de entre 0,5 y 3,5 kJ/mm. Se realizó el relevamiento dimensional de los cordones, se analizó la composición química y la microestructura usando microscopías óptica y electrónica de barrido y difracción de rayos X. También se midieron la microdureza del depósito, el tamaño de cristalita y el grado de dilución. Se observó una gran influencia de las condiciones de proceso sobre la geometría del cordón y la microestructura. La operatividad de este consumible, soldado sin protección gaseosa fue muy buena.

It was studied the effect of the welding procedure on the temporal evolution of the mechanical properties in AA 7075-T651 friction stir welded joints. To vary the heat input samples with different parameters (rotation and welding speed) were welded. Thermal cycles were acquired by means of thermocouples instrumented on the samples, obtaining the heat input for each case. The welded joints were macrostructural characterized using optical microscopy. Vickers microhardness profiles and tensile tests were measured for different times after welding (between 1and 900 days).The minimum hardness (HVmin) value was located in the heat affected zone (HAZ). That HVmin decreased with heat input and was increased with the time elapsed after welding showing a logarithmic relationship, for the different welding conditions analyzed. This HVmin increasing was higher for the sample welded with the lower heat input. Tensile strength of welded joints increased with the time after welding, according to a logarithmic relation too, reaching an joint efficiency of 80%.

Se estudió el efecto del procedimiento de soldadura sobre la evolución temporal de las propiedades mecánicas de uniones soldadas por fricción-agitación (FSW) en chapa de AA7075-T651. A este fin se realizaron soldaduras por FSW bajo distintas condiciones de soldadura (velocidad de rotación y velocidad de avance) de modo de variar el aporte térmico. Se registraron los ciclos térmicos mediante la instrumentación de termocuplas y se determinó el aporte térmico neto en cada caso. Las uniones soldadas fueron caracterizadas macroestructuralmente, se determinaron perfiles de microdureza Vickers y la resistencia a la tracción a distintos tiempos luego de realizada la soldadura, los cuales variaron entre 1 y 900 días. Se observó que la dureza mínima (HVmin) se ubicó en la zona afectada térmicamente (HAZ) y que la misma aumentó al disminuir el aporte térmico introducido durante la soldadura. Asimismo, dicho valor HVmin aumentó con el tiempo, siguiendo una evolución logarítmica para todas las condiciones de soldadura. Este aumento fue mayor para la probeta soldada con menor aporte térmico. A su vez, la resistencia a la tracción de las uniones soldadas aumentó con el tiempo, evolucionando también en forma logarítmica, alcanzando una eficiencia de junta del 80%.

In the last years there have been developed several consumables that deposit hard nanostructured iron-based metals with high resistance to abrasive wear. The erosive and abrasive wear resistances are mainly controlled by the chemical composition and the microstructure. In turn, the microstructure of the deposited metal usually shows variations with the experimental welding procedure, particularly related to the heat input. Also, the operating parameters that define the heat input (voltage, current and welding speed) affect aspects such as bead geometry (wide, penetration and reinforcement) and dilution with the base metal of the bead. The purpose of this work was to study the effect of heat input on the geometry of the bead, the dilution and the microstructural characteristics of a nanostructured iron-based alloy deposited by FCAW. Several samples with heat input between 0.5 and 3.5 kJ/mm were welded. Chemical composition was determined, microstructure was studied using both optical and electronic microscopy and X ray diffraction; hardness, grain size and percentage of dilution were measured. The microhardness of the deposit was found between 800 and 870 HV1, grain size variations were between 105 and 130 nm and the dilution ranged between 30 and 40%, depending on process variables used. The highest hardness and the lowest cristallite sizes were obtained with the lowest heat input, associated to a lower dilution.

En los últimos años se han desarrollado consumibles de soldadura que depositan recubrimientos duros de aleaciones base hierro nanoestructuradas de gran resistencia al desgaste abrasivo. Las resistencias al desgaste erosivo y abrasivo están controladas principalmente por la composición química y la microestructura. A su vez, la microestructura del metal depositado puede presentar variaciones con el procedimiento de soldadura empleado, especialmente en relación al aporte térmico. Los parámetros operativos que definen el aporte térmico (tensión, corriente y velocidad de soldadura) afectan aspectos como la geometría del cordón (ancho, penetración y sobremonta) y la dilución con el material base. El propósito de este trabajo fue estudiar el efecto del calor aportado sobre las características geométricas del cordón, la dilución y la evolución microestructural de una aleación nanoestructurada base hierro, depositada por FCAW. Se soldaron muestras con aportes térmicos de entre 0,5 y 3,5 kJ/mm. Sobre cada cupón soldado se realizó un relevamiento dimensional, se analizó la composición química y se caracterizó la microestructura usando microscopías óptica y electrónica de barrido y difracción de rayos X. También se midieron la microdureza del depósito, el tamaño de cristalita y el grado de dilución. Se observó una gran influencia de las condiciones de proceso sobre la geometría del cordón. La dilución varió entre un 30 y un 40%, la microdureza del depósito se encontró entre 800 y 870 HV1 y el tamaño de cristalita osciló entre 105 y 130 nm, en función de las variables de proceso empleadas. Las mayores durezas y los menores tamaños de cristalita se obtuvieron con el menor aporte térmico, asociado a una menor dilución.