Estudio sobre la microestructura y las propiedades de la unión soldada K-TIG de una placa gruesa de 95 mm Ti-6Al-4V

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales e ingeniería
• Trabajos de metalurgia
• Tecnología de soldadura

Sus antecedentes:

• La soldadura de aleaciones gruesas de titanio como Ti-6Al-4V presenta desafíos para lograr juntas sólidas con propiedades mecánicas óptimas.
• Los métodos tradicionales de soldadura pueden tener dificultades con la penetración completa y las soldaduras libres de defectos en secciones gruesas.

Objetivo del estudio:

• Evaluar la eficacia de la soldadura con gas inerte por agujero de llave y tungsteno (K-TIG) con relleno de alambre caliente y oscilación mecánica de arco para soldar placas de Ti-6Al-4V de 95 mm de espesor.
• Caracterizar la microestructura, los defectos y las propiedades mecánicas, en particular la resistencia al impacto, de las juntas soldadas.

Principales métodos:

• Aplicación de la soldadura por gas inerte con agujero de cerradura de tungsteno (K-TIG) con relleno de alambre caliente y oscilación de arco mecánico.
• Soldadura de una placa de aleación de titanio Ti-6Al-4V de un espesor de 95 mm.
• Análisis microestructural y evaluación de los defectos de soldadura, la textura cristalográfica y la resistencia al impacto.

Principales resultados:

• Se obtiene un espesor de la capa de la raíz de hasta 17 mm y un espesor medio de relleno de 2,5 mm con una perla de soldadura lisa y brillante y sin defectos significativos.
• La microestructura de la articulación soldada comprende varias formas de la fase α y microestructuras finas α + β.
• El metal de soldadura y la zona afectada por el calor exhibieron una menor resistencia a la textura cristalográfica y tipos de textura más complejos en comparación con el material base.
• Demostró una excelente resistencia al impacto de la unión soldada, con el metal soldado superando significativamente el material de base y la zona afectada por el calor.
• Identificó el efecto de fortalecimiento del enganche del llenado de alta corriente como crucial para mejorar la resistencia al impacto del metal de soldadura.

Conclusiones:

• La técnica de soldadura de llenado de alambre caliente K-TIG con oscilación de arco mecánico es muy eficaz para soldar placas de aleación de titanio de espesor Ti-6Al-4V.
• La técnica produce soldaduras libres de defectos con una resistencia al impacto superior, atribuida al efecto de fortalecimiento del enganche.
• Las modificaciones de microestructura y textura resultantes contribuyen a mejorar el rendimiento mecánico de las juntas soldadas.