Evaluación de la resistencia al desgaste abrasivo y análisis microestructural del electrodo UTP 7200D a través del proceso de soldadura SMAW

Resumen

Como resultado del avance tecnológico en el sector metalmecánico, y con el fin de contribuir a su campo científico, este artículo presenta un estudio sobre los comportamientos mecánicos del electrodo de soldadura UTP 7200D. Más específicamente, busca entender el comportamiento de este material en relación con el desgaste abrasivo y cuál es su estructura metalográfica. Los procesos de soldadura representan un desafío debido a la gran variedad de aleaciones disponibles y son ampliamente utilizados en las industrias metalúrgicas para unir materiales y añadir una capa extra de revestimiento con el objetivo de mejorar el rendimiento. En este proceso, un núcleo de material menos resistente se recubre con un material de propiedades superiores, estableciendo ganancias en la relación costo-beneficio. El conocimiento de las características tribológicas de los materiales sujetos a desgaste por abrasión es fundamental para la optimización y definición de los elementos de máquinas, y es un factor determinante en la cuantificación de la vida útil de los dispositivos mecánicos. En este artículo se evaluaron las propiedades de resistencia al desgaste abrasivo del revestimiento depositado a través del electrodo de soldadura UTP 7200D (sobre un sustrato de acero SAE 1020) y se estudió su estructura metalográfica. Este electrodo suele estar indicado para servicios donde se requieren las propiedades del acero al manganeso austenítico, bajo condiciones de alto impacto, compresión, fricción y abrasión moderada, proporcionando una elevada resistencia a las fisuras. Las muestras fueron sometidas a un ensayo de desgaste utilizando un abrasómetro de tipo rueda de goma, estandarizado por la norma ASTM G65-91, y se obtuvieron los valores de pérdida de masa. Las propiedades mecánicas de un material están relacionadas con su microestructura, siendo de gran importancia conocerlas cualitativamente, evaluando su comportamiento microestructural y su composición química en diferentes zonas. Esto implica evaluar la constitución y estructura de los metales con el objetivo de relacionarlos con las propiedades mecánicas y los procesos de fabricación. Dicha estructura revela los agregados y fases de una aleación metálica en función de su composición química o de los procesos de transformación aplicados a la misma. A partir de los resultados obtenidos, fue posible afirmar que el electrodo UTP 7200D no obtuvo resistencia al desgaste abrasivo para trabajos de revestimiento. El material depositado tuvo una pérdida promedio de 2,92 gramos, mientras que, en comparación con la literatura, un metal utilizado como triturador con cobertura de carburo de tungsteno pierde alrededor de 0,4 gramos en el mismo tiempo aplicado a ambos casos. Sin embargo, en la evaluación microestructural, la región soldada presentó dendritas que se forman cuando el material solidifica en movimiento, fenómeno que caracteriza un proceso complejo en la solidificación con este electrodo. En la región de la frontera entre el metal base y el metal depositado, es posible percibir la ferrita de Widmanstätten. Este tipo de ferrita es característico de la soldadura con sobreenfriamiento y posee una mayor dureza en comparación con la ferrita poligonal, lo que no siempre es deseado debido al aumento de la fragilidad de la zona afectada por el calor.