Perfil de dureza de una union soldada

LABORATORIO DE METALURGIA DE LA SOLDADURA: PERFIL DE DUREZA Y MICROESTRUCTURA DE UNA UNIÓN SOLDADA
I. OBJETIVOS:

* Describir e identificar la microestructura de las diferentes zonas presentes en una soldadura.
* Realizar y analizar la gráfica del perfil de dureza para las probetas en soldadura.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:
El Ciclo térmico:
El metal adyacente a una soldaduraestá expuesto a ciclos térmicos rápidos, produciéndose en esa región diferentes y complejos cambios metalúrgicos. Teóricamente, si pudiésemos conocer con precisión tanto los ciclos térmicos implicados en un proceso de soldadura como la respuesta del metal o aleación a dichos ciclos térmicos, podríamos predecir los cambios resultantes en la microestructura y en las propiedades mecánicas y de estamanera resolver una serie de problemas de soldabilidad que se presentan en la práctica.
¿Qué es un ciclo térmico?
Cuando el metal es sometido a calentamientos y enfriamientos como consecuencia de la soldadura, este evento o suceso recibe el nombre de ciclo térmico.
El ciclo térmico depende de:
* El calor de aporte neto
* El espesor de pieza a soldar
* Tipo de junta
* Las propiedadestérmicas del material
* La temperatura inicial de la pieza a soldar
Gradiente de temperatura
Llamamos gradiente de temperatura o gradiente térmico a la diferencia de temperatura que existe entre dos puntos separados entre sí por una determinada distancia. El gradiente de temperatura determina la velocidad del flujo de calor entre ambos puntos. Es decir cuanto mayor sea la diferencia detemperaturas que existe entre estos puntos (mayor gradiente térmico). Mayor será la velocidad de enfriamiento o de calentamiento entre ellos.
Ahora observemos la figura 5. En ella se muestran dos distribuciones de temperaturas en una unión soldada. En la curva de la izquierda se observa un alto gradiente térmico entre los puntos a y b, mientras que en la curva de la derecha el gradiente térmico esmenor.

Un menor gradiente térmico significa una menor velocidad de enfriamiento. Por lo tanto, la soldadura de la derecha se está enfriando más lentamente que la unión soldada de la izquierda.
Pero, ¿cuán importante para las propiedades finales de la unión soldada será el hecho de que durante el proceso de soldadura, el metal se haya enfriado de forma, lenta o rápida? Para responder a estapregunta debemos recordar las transformaciones que sufre el acero en estado de equilibrio y fuera de él, y que los enfriamientos desde elevadas temperaturas pueden provocar grandes cambios en las propiedades mecánicas del acero. Analicemos ahora lo que sucede durante la soldadura en diversos puntos de la unión soldada.

Observando las distintas curvas de enfriamiento, podemos advertir que:
* Lavelocidad de calentamiento es mucho más rápida que la de enfriamiento.
* La temperatura máxima alcanzada es más alta cuanto más próximo está el punto de la fuente de calor.
* Las velocidades de enfriamiento en cada punto son siempre inferiores a las que experimenta el metal fundido, y serán aún menores cuando más alejados este el punto del baño fundido (la velocidad de enfriamiento se puededeterminar por la pendiente de las curvas de enfriamiento a cualquier temperatura).

Metalurgia de las uniones soldadas:
La estructura del metal de soldadura está formada por un conjunto de elementos microestructurales los cuales se originan de las transformaciones inducidas por los ciclos térmicos. Cada elemento estructural tiene un rol en el comportamiento mecánico y la forma decuantificarlos es a través de parámetros estructurales.
El Instituto internacional de soldadura adopta la siguiente clasificación de los constituyentes de la microestructura en el metal de soldadura: La ferrita proeutectoide que nuclea en los límites de grano de austenita es clasificada como ferrita en borde de grano (GF). La ferrita proeutectoide que nuclea intragranularmente es clasificado como ferrita...