• Document: CAPÍTULO 4. CARACTERÍSTICAS MICROESTRUCTURALES DEL MATERIAL ROLADO Y SOLDADO
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CAPÍTULO 4. CARACTERÍSTICAS MICROESTRUCTURALES DEL MATERIAL ROLADO Y SOLDADO Este capítulo contiene una descripción de las características del material al ser rolado y soldado. En la fabricación de tubo de escape, la tira de acero es rolada en frío y soldada con soldadura láser para conseguir la forma tubular. Se presentan primeramente las características microestructurales del material rolado. Posteriormente se presentan las características microestructurales del material en la zona de aplicación de la soldadura láser. Además de los resultados de las pruebas experimentales efectuadas sobre el material para describirlo microestrulcturalmente; se presentan las condiciones bajo las cuales se efectuó el análisis, así como la interpretación de las metalografías arrojadas por la prueba. 4. 1. Características Microestructurales del Material Rolado El trabajo en frío implica una deformación plástica de un metal, es decir, por encima de su límite elástico; como consecuencia de ello, el material adquiere una mayor dureza, mientras que la ductilidad del material disminuye. El trabajo en frío ocasiona, además, una distorsión de la microestructura del material. Durante el doblado, los esfuerzos son distribuidos en todo el material, dependiendo del grado de doblado; sin embargo para el caso de los aceros inoxidables, debe ser efectuado un tratamiento térmico posterior al trabajo en frío para disminuir el riesgo de ruptura. 27 28 4. 2. Características Microestructurales del Material Soldado Los componentes automotrices tales como tubos, convertidores catalíticos y mofles son elementos que requieren uniones efectuadas mediante procesos de soldadura. El proceso de soldadura para los aceros inoxidables es poco más complicado que para los aceros al carbono. La temperatura de fusión es menor al soldar los aceros inoxidables; por otro lado el coeficiente de conductividad térmica también es menor, mientras que el coeficiente de expansión térmica y la resistividad eléctrica son mayores. Aunque las propiedades no son las mismas para todos los aceros inoxidables, si son similares para aquellos que tienen microestructuras iguales. Con base en lo anterior, los aceros inoxidables de una misma clase metalúrgica tienen características de soldadura similares. Los aceros inoxidables ferríticos, como en este caso de estudio, pueden ser soldados utilizando la mayoría de los procesos de soldadura. El coeficiente de expansión térmica para los aceros inoxidables ferríticos es muy similar al de los aceros de medio contenido de carbono [13]. La soldadura láser es una tecnología alternativa a los métodos convencionales de unión; ofrece ventajas tales como rapidez en el soldado, alto grado de automatización, etc. La aplicación más popular para la soldadura láser es en los tubos de escape automotrices fabricados a partir de láminas roladas [14]. Los aceros inoxidables con bajo contenido de cromo, como el sujeto a este estudio, tienen tendencia a endurecimiento con una transformación martensítica en las fronteras de grano del área soldada. Lo anterior disminuye la ductilidad, resistencia al impacto y resistencia a la corrosión en la soldadura [13]. 29 4. 3. Metodología del Experimento Con el objetivo de analizar la microestructura del material rolado y soldado, se seleccionaron una serie de secciones de la pieza. Se consideró, para estudio, el área transversal en los procesos de rolado y soldado debido a que la deformación del material afecta a la sección transversal. Se consideró, además, la sección longitudinal del material rolado, para obtener una base de comparación con procesos posteriores. Las secciones elegidas fueron preparadas de acuerdo a la técnica del Apéndice A. El tiempo de ataque para las muestras fue de 50 segundos con reactivo de Vilella. Una vez concluido el ataque, las muestras metalográficas son observadas bajo el microscopio. Con ayuda del aumento proporcionado por el microscopio metalográfico se observan los granos que forman la microestructura de las muestras. El aumento utilizado para observar las muestras es de 100X para todas las muestras y 50X para una vista más general de la sección afectada por la soldadura. La figura 4.1 muestra la ubicación de las muestras estudiadas sobre la pieza rolada y soldada: R S Figura 4.1 Ubicación de Muestras Estudiadas sobre Pieza Rolada y Soldada. 30 4.3.1. Metalografía Efectuada sobre Muestra R En la figura 4.2 es posible

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