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.

Residual stresses could be a relevant issue in the structural integrity of a component in service and usually have a major influence on their fatigue life, among other failure mechanisms. In recent years Friction-Stir Welding (FSW) has revolutionized the welding technology. Its main application has been given in aluminum alloys, but nowadays can be applicable to different materials. One of the several advantages of this process is a lower level of residual stresses, because the thermal gradients introduced during welding are lower. Among aluminum alloys used for structural applications, 7XXX strain-aged series are usually employed in the aerospace industry, because of their high strength. The aim of this paper is to analyze the effect of welding speed of FSW on residual stresses in aluminum AA7075-T651 joints, using sectioning technique. Coupons were welded AA7075-T651 FSW of 150x150x4 mm by varying the welding speed between 51 and 206 mm.min-1. During the welding thermal cycles were acquired. Subsequently, longitudinal residual stresses measured at different distances from the weld, in each case. Based on the acquired thermal cycling thermal gradients were obtained in the measurement area. Maximum residual stresses ranged from 52 to 78 MPa, corresponding to a range of 10 and 15% of the yield strength. They increased with increasing welding speed, consistent with an increase in the thermal gradient observed. These residual stresses values are lower than those obtained for the welding of these materials by type GMAW processes.

Las tensiones residuales pueden ser un aspecto de relevancia en la integridad estructural de componentes en servicio, pudiendo presentar una importante influencia sobre la vida a la fatiga, entre otros mecanismos de falla. El proceso de soldadura por fricción-agitación (FSW) ha revolucionado en los últimos años el campo de la tecnología de la soldadura. Su mayor aplicación se ha dado en las aleaciones de aluminio, aunque hoy en día se utiliza para prácticamente todos los materiales. Una de las ventajas enunciadas de este proceso es el menor nivel de tensiones residuales resultantes, debido a que se produce en estado sólido por lo que los gradientes térmicos durante la soldadura son menores. Entre las aleaciones de aluminio de uso estructural, las aleaciones termoenvejecibles de la serie 7XXX se utilizan habitualmente en la industria aeronáutica y aeroespacial debido a su alta resistencia mecánica. El objetivo del presente trabajo es analizar el efecto de la velocidad de avance en FSW sobre las tensiones residuales en juntas de aluminio AA7075-T651, mediante la técnica de seccionamiento. Se soldaron probetas de dicha aleación de 150x150x4mm mediante FSW, variando la velocidad de avance entre 51 y 206 mm.min-1. Durante la soldadura se adquirieron los ciclos térmicos. Posteriormente se midieron las tensiones residuales longitudinales a distintas distancias del cordón de soldadura, en cada caso. A partir de los ciclos térmicos adquiridos se obtuvieron los gradientes térmicos en la zona de medición. Las tensiones residuales máximas se encontraron entre 52 y 78 MPa, correspondiente entre 10 y 15 % del límite de fluencia del material. Las mismas aumentaron con la velocidad de avance, consistentemente con un aumento en el gradiente térmico observado. Dichos valores de tensiones residuales son menores que los obtenidos para la soldadura de estos materiales mediante procesos del tipo GMAW.