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Steel slag is the most important residual of steel production, whose main use is focused on the production of building materials and in many cases remains as contaminants in landfills. Within these slags, those of the refining process represent 20-30 kg/tsteel. In present work, the use of white slag from steelmaking as a component of the matrix of agglomerated flux for the hardfacing of parts subjected to abrasive wear is addressed. From the chemical composition of the slag (CaO-SiO2-MgO-Al2O3 system) and its location in the phase equilibrium diagram, the addition of modifiers to oxide system is evaluated to suit its properties. An alloy system is added to the matrix to obtain a flux that deposits an alloy suitable for abrasive wear conditions. It is concluded that the obtained prototype of the flux makes possible to obtain a deposit with martensite and residual austenite in the microstructure, similar to commercial fluxes.

In this work the chemical and metallographic characterization of the deposit without dilution obtained with an experimental tubular electrode (CIS 3), developed for hardfacing through manual welding with a coated electrode (SMAW) of surfaces under abrasive wear conditions, using a combined Fe-Cr-Mn-Si-C ferroalloy resulting from pyro-metallurgical processing of Cuban chromite and pyrolite minerals, is carried out. The deposit was obtained as specified in the AWS A5.13 standard, for hardfacing SMAW electrodes. As characterization techniques: optical and electron microscopy, phase microanalysis, volumetric hardness and micro hardness studies were used, as well as chemical composition analysis using atomic emission spectroscopy. As a result it was determined that the material of the deposit without dilution belongs to the white irons system, alloyed with Cr, Mn and Si. This material presents a hypereutectic microstructure. These results show the CIS 3 tubular electrode with favorable characteristics in terms of its application as a hardfacing consumable of pieces subjected to abrasive wear conditions as main mechanism of damage.

In the works the behavior of the chemical composition and the microstructure of the deposited metal by Submerged Arc Welding (SAW), using fluxes obtained using slags of the MnO-SiO2-CaO system, generated during the welding of components with this same process is evaluated. A McLean Anderson mixtures experimental design was performed, where the quantities of FeCr, FeMn and Matrix (80 % Slag + 10 % limestone + 10 % Fluorite) in the flux are the variables. With fluxes, obtained by pelletizing with sodium silicate as binder and subsequent calcinations, deposits were performed weld on sheets, making several parallel passes with overlap, and from these samples were extracted for the characterization. The chemical composition and microstructure of the weld were evaluated according to the proportions of the components on the flux mixture. It is conclude that slag recycling to use them as components of a flux for hardfacing by welding is viable and the FeCr and FeMn increasing in the flux leads to a deposited metal suitable for hardfacing of surfaces under wear conditions.

The objective of this work was to study the effect of the heat treatment and further operation aging on the stereological parameters (size, quantity and volume fraction) of precipitates within ferrite grains of a creep-resistant 1.25Cr0.5Mo steel after long-term operation. The heat treatment was similar to the treatment that is carried out in industrial steam pipelines after welding (post weld heat treatment - PWHT) during installation and/or repairing. The operation aging corresponds to a subsequent long in-service operation after repairing. To determine the stereological parameters, SEM digital images were taken from samples of this material after conditions of in-service-aged (after long-term operation), in-service-aged and heat-treated (simulating repairing) and in-service-aged, heat-treated and in-laboratory aged (simulating subsequent long-term operation after repairing). The results indicate that the changes in the stereological parameters of the precipitates within ferrite grains after PWHT is associated with the coarsening process of the within-ferrite-grain precipitates as well as stabilizing the microstructure, since the material aging after PWHT of an in-serviced aged material would not change the stereological parameters.

Resumen Se aborda la obtención de un fundente para recargue duro por Soldadura con Arco Sumergido (SAW), empleando ferrocromo-manganeso y escoria obtenidos de la reducción carbotérmica simultánea de cromita y pirolusita. El ferrocromo-manganeso y la escoria fueron obtenidos, concibiendo que ambos productos satisfagan los requisitos de los componentes (sistema de aleación y matriz) de un fundente aglomerado para el recargue. El proceso de fusión-reducción para la obtención de la aleación y la escoria fue realizado en horno de arco eléctrico de corriente continua. El vertido fue realizado en agua para facilitar la separación y molienda de los productos de colada. Fue elaborado un fundente experimental, empleando la aleación y escoria obtenida. Fueron obtenidos depósitos por SAW, los cuales fueron caracterizados en cuanto a: composición química, microestructura y dureza. Se concluyó que el fundente obtenido a partir de ferrocromo-manganeso y escoria de la reducción carbotérmica simultánea de cromita y pirolusita, permite depositar un metal apropiado para el trabajo en condiciones de abrasión, que se caracteriza por significativos contenidos de carbono y cromo y una microestructura predominantemente martensítica, con dureza de 63 HRc. Abstract The obtaining of a flux for hardfacing by Submerged Arc Welding (SAW), using ferrochrome-manganese and slag obtained from the simultaneous carbothermal reduction of chromite and pyrolusite is addressed. The ferrochrome-manganese and the slag were obtained, conceiving that both products satisfy the requirements of the components (alloy system and matrix) of an agglomerated flux for hardfacing. The fusion-reduction process to obtain the alloy and the slag was carried out in a direct current electric arc furnace. The pouring was carried out into water to facilitate the separation and grinding of the cast products. An experimental flux was manufactured, using the obtained alloy and slag. Deposits were obtained by SAW, which were characterized in terms of: chemical composition, microstructure and hardness. It was concluded that the flux obtained from ferrochrome-manganese and slag from the simultaneous carbothermal reduction of chromite and pyrolusite, allows to deposit an appropriate metal for work under abrasion conditions, characterized by significant carbon and chromium contents and a martensitic microstructure predominantly, with hardness of 63 HRc.

This work assesses the wear resistance behavior of different high Cr and Nb alloyed hardfacing deposits carried out by Self-shielded Flux Cored Arc Welding, considering the resulting microstructures as base for the analysis. To obtain non-commercial alloys, an “in-situ” technique was employed with addition of cold wire into the weld pool. Six combinations of two commercial FeCrC and FeCrNbC tubular wires and three different solid wires (AWS ER 70S-6, ER308LSi and ER 430) were used to obtain white cast iron hardfacing deposits on plain carbon steel subtracts. The welding parameters were identical for all combinations. Each deposit was characterized taking into account the resulting microstructure, hardness and abrasion wear resistance. The addition of a ferritic stainless solid wire in the weld pool resulted in the best wear resistance, which was boosted if Nb is present in the S-FCAW wire. The reason for these results was microstructure refinement and the presence of NbC and M7C3, the latter being present in all combinations.

In this work, we studied the vanadium recuperation found in the vanadium catalytic residues from the production of sulfuric acid, by aluminothermy processing method. From the stoichiometry of chemical reactions that must occur, mixtures were prepared and processed in a graphite reactor, conformed by mill scale, spent catalysts and aluminum. They were obtained alloys containing vanadium (0,6 to 1,76%) and silicon (8,90 to 17,7%). The technical feasibility of aluminothermy processing of the catalytic residues at the same time of mill scale and aluminum chip allows the recovery of their metal components and reduces the levels of the environmental pollution.

La creciente producción de elementos metálicos trae como consecuencia la generación de subproductos, los que en muchos casos son considerados como residuales industriales. En el trabajo se propone una alternativa de disminución de estos residuales mediante procesamiento aluminotérmico. La mezcla estudiada está formada por cascarilla, proveniente de los procesos de laminación en caliente del acero, por virutas de aluminio proveniente de los procesos del maquinado y corte de perfiles y por ceniza de la combustión del petróleo. Como resultado del proceso se obtuvo una aleación de hierro con contenidos de carbono de 3,62 %, de silicio de 0,47 %, de manganeso de 0,25 % y de aluminio de 11,16 %, además se recuperan un grupo de otros elementos de aleación de apreciable valor, tales como: Cr, Mo, Ni, V, Ti, Nb, y Co. La evaluación del proceso se realiza a partir de una comparación de los resultados obtenidos con los previstos en el balance de masa. La aleación obtenida tiene perspectivas de uso en la industria.

El tratamiento térmico como proceso tecnológico requiere de un sistema de control de la calidad antes, durante y después de su ejecución. Las propiedades a controlar en cada uno de los momentos dependen fundamentalmente del elemento o pieza específica. En el presente trabajo se aborda el control de calidad del proceso de tratamiento térmico de chapas de un acero para blindaje 30XΓCA, con dimensiones de 200 x 200 x 8 mm y 6 mm. Se hace una descripción coherente y sistemática de las acciones a tomar antes (inspección y ensayo de los aceros), durante (control del proceso) y después (inspección y ensayo final) del proceso de control del tratamiento térmico. Se expone un diagrama de flujo de las secuencias de paso a seguir para la ejecución del proceso de control. Se determina, mediante el ensayo de Jominy, la curva de templabilidad del acero 30XΓCAy se mejoran las cartas tecnológicas para el tratamiento térmico.

En el trabajo se describe la fabricación y validación de una máquina para ensayos de erosión húmeda. En base al análisis de las normas para el ensayo erosivo y de máquinas no estandarizadas, reportadas en publicaciones científicas, fue valorado el desarrollo de una máquina que responda a las necesidades de la investigación y la docencia. En el análisis para la concepción del equipo de ensayo fue considerado que costo de fabricación fuera bajo y que fuera sencillo desde el punto de vista tecnológico para viabilizar la fabricación. Para la fabricación de la máquina de ensayo fue empleado un agitador de velocidad variable con un portaherramientas para el acople del dispositivo portamuestras fabricado. Dicho portamuestras permite el ensayo simultáneo de dos muestras de configuración trapezoidal. La máquina fue validada mediante el ensayo, bajo diferentes velocidades de rotación del agitador. Fueron ensayadas muestras de un álabe de un extractor y de muestras de recubrimientos, obtenidas por soldadura manual con un electrodo revestido de recargue.

Resumen En el presente artículo se realiza un ajuste de los calores de entrada que se corresponden con los tiempos de enfriamiento “t12/8” y “t 8/5” de interés, en la ZAT de la soldadura GMAW de una chapa de acero inoxidable dúplex 2205, de 10 mm de espesor, empleando la simulación por elementos finitos. Para la modelación de la soldadura se empleó una metodología desarrollada previamente, la cual se enriqueció con la incorporación de un factor de corrección del calor aportado, a los elementos finitos por los que pasa la fuente de calor. La metodología, implementada a través de un código en lenguaje APDL, fue validada inicialmente a través de la comparación con resultados de ciclos térmicos experimentales. En el trabajo además se demuestra que, cuando se utiliza el modelo teórico de Rykalin 2D, son más precisos los resultados que relacionan las variables calor de entrada - tiempo de enfriamiento, empleando las propiedades promedio del acero en el rango de temperatura desde la ambiente hasta la de sólido, que los que se obtienen cuando se sustituyen las propiedades a temperatura ambiente. Abstract In the present paper, an adjustment of the heat inputs corresponding to the cooling times of interest “t12/8” and “t8/5” in the HAZ of the GMAW of a duplex stainless steel 2205, of 10 mm thickness, using finite element simulation is made. For simulation, a welding modeling methodology previously developed was used, and it was enriched with the incorporation of a correction factor of the heat transferred to the finite elements by which the heat source passes. The methodology, using a code in APDL language, was initially validated through the comparison with experimental results of thermal cycles. In the paper is also demonstrated that the results of the relation of the heat input and cooling time variables are more accurate when using the Rykalin 2D theoretical model with the average properties of the steel in the range from room to solid temperature, than those obtained when the properties are replaced at room temperature.

Este trabajo presenta la evaluación de la incertidumbre de las mediciones realizadas para la determinación de los parámetros de consumo de electrodos de recargue, dando énfasis a la medición de masa. Para ello fueron realizados tres depósitos a tres niveles de corriente (120 A, 145 A y 160 A, respectivamente), registrándose el tiempo de soldadura, la longitud del cordón, así como la masa inicial y final de las probetas y de los electrodos. A partir de los datos anteriores fueron determinados los parámetros de consumo. Fue calculada la incertidumbre asociada a la masa de las probetas, a la masa consumida del electrodo, a la masa depositada y a los parámetros de consumo. Al finalizar el trabajo se comprobó que el rendimiento del depósito muestra un comportamiento decreciente con la corriente, siendo el mejor resultado de (74,12) % para una corriente de soldadura de 120 A. Los valores de incertidumbre expandida para el rendimiento varían entre 1,47 % y 2,41 %, para la tasa de consumo fueron obtenidos valores entre 0,4 g/min y 0,6 g/min, mientras que para la tasa de deposición la incertidumbre varía de 0,6 g/min a 0,7 g/min.This work presents the evaluation of the uncertainty of the measurements to determine the consumption parameters of hardfacing electrode, emphasizing the mass measurement. The experimentation was carried out obtaining deposits at three levels of current (120 A, 145 A y 160 A) and measuring the time spent in welding, the length of the welds the test plate and electrode mass (initial and final). Based on these results, the consumption parameters were also determined. The uncertainty related to the measurements the mass of the samples, the mass consumption of the electrode, the deposited mass and consumption parameters was determined. The results showed that the deposition efficiency increase as a function of the current, turning the best result (74.12 %) at 120 A. The expanded measurement uncertainty associated to consumption parameters changed between 1.47% and 2.41% for the deposition efficiency, 0.4 g/min and 0.6 g/min for the consumption rate vary of 0.6 g/min to 0.7 g/min for the deposition rate.

This work presents the evaluation of the uncertainty of the measurements to determine the consumption parameters of hardfacing electrode, emphasizing the mass measurement. The experimentation was carried out obtaining deposits at three levels of current (120 A, 145 A y 160 A) and measuring the time spent in welding, the length of the welds the test plate and electrode mass (initial and final). Based on these results, the consumption parameters were also determined. The uncertainty related to the measurements the mass of the samples, the mass consumption of the electrode, the deposited mass and consumption parameters was determined. The results showed that the deposition efficiency increase as a function of the current, turning the best result (74.12 %) at 120 A. The expanded measurement uncertainty associated to consumption parameters changed between 1.47% and 2.41% for the deposition efficiency, 0.4 g/min and 0.6 g/min for the consumption rate vary of 0.6 g/min to 0.7 g/min for the deposition rate. Este trabajo presenta la evaluación de la incertidumbre de las mediciones realizadas para la determinación de los parámetros de consumo de electrodos de recargue, dando énfasis a la medición de masa. Para ello fueron realizados tres depósitos a tres niveles de corriente (120 A, 145 A y 160 A, respectivamente), registrándose el tiempo de soldadura, la longitud del cordón, así como la masa inicial y final de las probetas y de los electrodos. A partir de los datos anteriores fueron determinados los parámetros de consumo. Fue calculada la incertidumbre asociada a la masa de las probetas, a la masa consumida del electrodo, a la masa depositada y a los parámetros de consumo. Al finalizar el trabajo se comprobó que el rendimiento del depósito muestra un comportamiento decreciente con la corriente, siendo el mejor resultado de (74,12) % para una corriente de soldadura de 120 A. Los valores de incertidumbre expandida para el rendimiento varían entre 1,47 % y 2,41 %, para la tasa de consumo fueron obtenidos valores entre 0,4 g/min y 0,6 g/min, mientras que para la tasa de deposición la incertidumbre varía de 0,6 g/min a 0,7 g/min.

En el presente trabajo se realiza la modelación térmica de soldadura GTAW sobre placa de acero inoxidable AISI 316L. Se analizan los aspectos teóricos más relevantes a considerar durante la ejecución de un análisis de este tipo. En la simulación se emplea un software de análisis por elementos finitos de uso general y se enriquece una metodología, previamente desarrollada, para la modelación en 3D no lineal transitoria del proceso de soldeo. En dicha metodología se implementa una subrutina en lenguaje APDL, programada con el modelo volumétrico de fuente calor de doble elipsoide, en un sistema de coordenadas cartesiano. Se analiza la influencia del paso de tiempo seleccionado sobre los resultados de la simulación. Finalmente se valida la metodología enriquecida, en base a la correlación de los resultados del modelo respecto a los resultados experimentales. In the present work, thermal modeling of GTAW welding on AISI 316L stainless steel plate is presented. More relevant theoretical aspects to be considered during the implementation of an analysis of this type are discussed. For the simulation a general purpose finite element analysis software has been used. A previously developed methodology for 3D nonlinear transient modeling of welding process has also been improved. In this methodology a subroutine in APDL language is implemented, programmed with the double ellipsoid volumetric heat source model, in a Cartesian coordinated system. The influence of the selected time step on the simulation results is analyzed. The good correlation obtained among the results calculated by means of the model and the experimental data validates this improved methodology.

En el presente trabajo se realiza la modelación térmica de soldadura GTAW sobre placa de acero inoxidable AISI 316L. Se analizan los aspectos teóricos más relevantes a considerar durante la ejecución de un análisis de este tipo. En la simulación se emplea un software de análisis por elementos finitos de uso general y se enriquece una metodología, previamente desarrollada, para la modelación en 3D no lineal transitoria del proceso de soldeo. En dicha metodología se implementa una subrutina en lenguaje APDL, programada con el modelo volumétrico de fuente calor de doble elipsoide, en un sistema de coordenadas cartesiano. Se analiza la influencia del paso de tiempo seleccionado sobre los resultados de la simulación. Finalmente se valida la metodología enriquecida, en base a la correlación de los resultados del modelo respecto a los resultados experimentales.In the present work, thermal modeling of GTAW welding on AISI 316L stainless steel plate is presented. More relevant theoretical aspects to be considered during the implementation of an analysis of this type are discussed. For the simulation a general purpose finite element analysis software has been used. A previously developed methodology for 3D nonlinear transient modeling of welding process has also been improved. In this methodology a subroutine in APDL language is implemented, programmed with the double ellipsoid volumetric heat source model, in a Cartesian coordinated system. The influence of the selected time step on the simulation results is analyzed. The good correlation obtained among the results calculated by means of the model and the experimental data validates this improved methodology.

La constitución estructural y la naturaleza iónica o molecular de las matrices aluminosilicáticas vítreas en estado líquido están gobernadas fundamentalmente por la relación molar O:(Si+Al), que durante el proceso de soldadura repercuten en sus propiedades termodinámicas, químicas y físicas, así como en sus interacciones con la gota metálica y el baño de soldadura. En fusiones aluminosilicáticas, las interacciones del ión O2-con otras sustancias de la matriz del fundente no aleado y con los metales de aporte y base son de considerable importancia durante la constitución del metal depositado mediante el proceso soldadura automática bajo fundente (SAW). En el presente trabajo, se valora la correspondencia entre los índices de basicidad clásicos y varios índices de basicidad óptica acorde a los criterios Zhang (BO Zh), Duffy e Ingram (BO D) y el propuesto en este trabajo por los autores (BO P), así como también entre BO P y la relación molar O:(Si+Al) de cada matriz. Todo esto brinda criterios estructuro-químicos de las matrices y de su actividad metalúrgica. A partir de un análisis termodinámico se determina la posible cantidad oxígeno en el metal depositado, con lo cual se estima las posibles propiedades físico-mecánicas del mismo.The structural constitution and ionic or molecular nature of the glassy matrix in liquid aluminosilicates are governed mainly by the molar ratio O: (Si + Al), and during the welding process affect its thermodynamic, chemical and physical properties as well as in their interactions with the metal droplet and the weld pool. In aluminosilicate fusion, O2-ion interactions with other substances from the unalloyed flux matrix and filler metals and base are of considerable importance during the formation of the weld metal by submerged arc welding process (SAW). In this study, assessing the relation between the classical basicity index and several optical basicity indices using criteria according to Zhang (BOzh), Duffy and Ingram (BO D) and the proposed in this work by the authors (BO P) and also between the BO P and the molar ratio O: (Si + Al) in each matrix. This provides structural-chemical criteria for the matrices and their metallurgical activity. From a thermodynamic analysis one can determine the oxygen amount in the weld metal, which allow to estimate the possible physical and mechanical properties of itself.

La posibilidad de trabajar con bajos niveles de corriente y sus consecuencias sobre la dilución, hace que los electrodos tubulares revestidos (SMAW) para recubrimiento duro sean una opción ventajosa a valorar frente a los electrodos revestidos convencionales. Es conocido que la granulometría de los elementos de aleación influye decisivamente en el desarrollo de los procesos oxidativos exotérmicos, hecho que se refleja en las características operacionales de los electrodos. Entretanto, se puede suponer que tales procesos oxidativos son influenciados por la relación de los componentes formadores de escoria en el revestimiento. En el presente trabajo se describe la evaluación del efecto de la granulometría de la carga aleante en el alma del electrodo tubular revestido sobre la dilución y el rendimiento de deposición, bajo la influencia de la composición del revestimiento. El estudio fue realizado de manera paralela para dos tipos de electrodos con FeCrMn como carga aleante, diferenciados por la granulometría de la ferroaleación en el alma del electrodo. A cada tipo de electrodo le fueron aplicados diferentes revestimiento con variaciones de la relación Caliza:Fluorita:Rutilo, con los cuales fueron obtenidos depósitos sobre chapa. Para cada uno de los depósitos fueron determinados los parámetros dimensionales del cordón. Se concluyó que, desde el punto de vista de la geometría del depósito (de la dilución), el electrodo con granulometría mas gruesa presenta un comportamiento más favorable, al tiempo que también presenta un mejor desempeño desde el punto de vista del rendimiento de deposición. La región de composición de revestimiento de mejor comportamiento integral para los dos tipos de electrodos evaluados fue establecida.The possibility of working at lower current and, consequently, reaching low dilution, points out advantages in the use of metal cored coated electrodes over conventional ones for hardafacing. It is known that the grain size of the filling alloy elements plays important role in the exothermic oxidation process, reflecting on the operational characteristics of the electrode. However, one can suppose that such process is dependent of the composition ratio of the slag-former compounds from the coating. The present work describes the evaluation of the filling alloy granulometry, present in metal core coated electrodes, on the dilution and deposition rate, taking into account the influence of the coating. The study was carried out using two types of electrodes with FeCrMn as alloying component, distinguished by the granulometry of the ferroalloy. Different coating compositions were employed with systematic variations in the ratio Calcite:Fluorite:Rutile. Bead dimensions were measured after bead-on-plate welds. It was concluded that the electrode with coarser ferroalloying presents better performance from the dilution and deposition efficiency points of view. The coating composition of the highest performance was established.

La presencia de ferrita acicular (FA) en la microestructura del cordón de soldadura, dentro de determinado rango de valores, eleva considerablemente la tenacidad de las uniones soldadas. Es por ello, que el presente trabajo trata sobre un estudio que relaciona la cantidad de ferrita acicular en el cordón en función del contenido de oxígeno presente en la mezcla activa CO2+O2, durante la realización de uniones soldadas de bordes rectos en aceros de bajo carbono con el proceso con electrodo fusible y protección gaseosa (GMAW) en condiciones invariables de parámetros de proceso (corriente de soldadura, voltaje de arco, velocidad de soldadura, longitud libre y flujo de gas protector). Como resultado del trabajo se estableció la relación gráfica existente entre la ferrita acicular y el contenido de oxígeno en la mezcla.The presence of acicular ferrite (AF) in the microstructure of weld bead, in a specified range of values, increase considerably the toughness of welded joints. The present paper, for that reason, study the relationship between the acicular ferrite quantity in the deposited metal and the oxygen present in the active gas mixture of CO2+O2, during the execution of butt welded joints with straight edges, in low carbon steels with consumable electrode and gas protection (GMAW) in invariable conditions of process parameters (welding current, arc voltage, welding speed, electrode extension, and gas flow). The graphic relation between the acicular ferrite and the oxygen content was established, as result of the research work.

Welding with fusible electrode and shielding gas (GMAW) using a shielding mixture based on CO2 + O2 is a procedure with high potential for joining low-carbon and low-alloy steels compared with traditional mixtures based on argon. One of the reasons for this is related to the possibility of achieving a high penetration level without the need to increase the heat supply of the electric arc, by employing the shielding mixture of CO2 + O2, and the consequent decrease in the consumption of energy carriers. For that reason, the present paper presents a study on the influence of the shielding atmosphere characteristics (O2/CO2 ratio) and the welding current in the geometry of square groove weld joints on plates. For this purpose, a factorial experimental design was applied to obtaining regression equations, which would map such a behaviour. The equations were obtained using the O2/CO2 ratio and the welding current as independent variables. Nomograms were also plotted in order to make it easier to apply the resul...

In the present work, the increase in the basicity index of the slag system of the flux, represented by the ternary system of MnO–SiO2–CaO oxides, is evaluated. The increment of the basicity index is performed by the addition of CaO, keeping the MnO/SiO2 percentage relation of the system constant, in order to evaluate the behaviour of the chemical composition resulting from the metal deposited by SAW. As a result, it is possible to intensify the Mn transfer to the deposited metal and at the same time attenuate that of the Si, S, P and the carbon remains basically unalterable. All this makes it possible, in combination with low-manganese wire, to obtain similar results to those obtained with fluxes of lower basicity in combination with medium manganese wires.

En el trabajo se realiza un estudio de la forma de los granos del fundente fundido CIS-F10, tanto granulado con aire, como en agua, la geometría de la soldadura y sus propiedades. Para ello se realiza un análisis morfológico de los granos del fundente CIS-F10, sus densidades, la fluidez que presentan durante su apilamiento, su comportamiento higroscópico y las diferencias entre la cantidad de aire intergranular, durante su deposición sobre las piezas a soldar. La aplicación de estos procedimientos de estudio de materiales evidencia que el fundente granulado con aire (con un 79,2 % de partículas esféricas) posee una diferencia en su fluidez relativamente superior (34 %), una disminución del ángulo de talud (28,8 %) y un menor volumen relativo de aire intergranular (28,2 %), que el fundente granulado en agua, además de una disminución de la pendiente de crecimiento de la curva de humectación. La conjugación de estos aspectos producen una mayor penetración del arco de soldadura (8 %) y un menor ancho medio de la zona de afectada térmicamente (17 %), aunque no se evidencian diferencias en las propiedades metalográficas, ni mecánicas (< 1 %), en las uniones soldadas. La escoria formada en ambos casos es de configuración geométrica constante (espesores de 4 mm y anchos de 25 mm, respectivamente) con una razón de consumo de fundente de 0,64.In the present paper, the shape of fused grains flux CIS-F10, granulated in air and in water, its effect on weld bead geometry and its properties were studied. Grains morphology, properties, fluidity during piling, hygroscopic behavior and the amount of air between the grains during use were analyzed. The application of these procedures showed evidence that flux granulated in air (79.2 % of spherical particles) has fluidity relatively higher (34 %), smaller shape angle (28.8 %) and a lesser intergranular air per volume (28.2 %) than the flux granulated flux in water, despite the decrease in the slope of the humectation curve. The conjugation of these aspects improve penetration (8 %) and a reduction in the width of the heat affected zone (17 %) although neither metallographic nor mechanics (< 1%) differences are shown on the welds. The slag formed in both cases is of constant geometric configuration (4 mm thickness and 25 mm width) with 0.64 flux consumption rate.

En el presente trabajo se expone una concepción de la síntesis por sinterización, a relativa baja temperatura, de una matriz cuasicerámica amorfa destinada a la confección de fundentes aglomerados para el proceso SAW. Para diseñar la matriz cuasicerámica se hace una valoración de la composición química de los concentrados minerales de feldespato, zeolita y calcita, así como de la relación SiO2/Al2O3 de los alumosilicatos. También, como herramientas estratégicas para la síntesis, se usa el diagrama de fase SiO2-Al2O3-CaO, los índices de basicidad y de actividad química y la temperatura Temman. Mediante valoración del espectro de DRX de la matriz y un novedoso criterio sobre el grado de sinterización se selecciona la variante de síntesis más adecuada. También se hace una valoración cinética y termodinámica del proceso de absorción isotérmica de la humectación por los granos de la matriz. El modelo de las isotermas de Langmuir se ajusta aceptablemente para describir el proceso de absorción de humedad por los granos de la matriz. La determinación de los valores de las constantes de las isotermas de Langmuir a diferentes humedades relativas y temperaturas permitió calcular los valores de entalpía, entropía y energía libre de Gibbs del proceso de adsorción.

En el presente trabajo se expone una concepción de la síntesis por sinterización, a relativa baja temperatura, de una matriz cuasicerámica amorfa destinada a la confección de fundentes aglomerados para el proceso SAW. Para diseñar la matriz cuasicerámica se hace una valoración de la composición química de los concentrados minerales de feldespato, zeolita y calcita, así como de la relación SiO2/Al2O3 de los alumosilicatos. También, como herramientas estratégicas para la síntesis, se usa el diagrama de fase SiO2-Al2O3-CaO, los índices de basicidad y de actividad química y la temperatura Temman. Mediante valoración del espectro de DRX de la matriz y un novedoso criterio sobre el grado de sinterización se selecciona la variante de síntesis más adecuada. También se hace una valoración cinética y termodinámica del proceso de absorción isotérmica de la humectación por los granos de la matriz. El modelo de las isotermas de Langmuir se ajusta aceptablemente para describir el proceso de absorción de humedad por los granos de la matriz. La determinación de los valores de las constantes de las isotermas de Langmuir a diferentes humedades relativas y temperaturas permitió calcular los valores de entalpía, entropía y energía libre de Gibbs del proceso de adsorción.In the this paper is presented a conception of the synthesis by sinterización at relative low temperature, of an amorphous cuasiceramic matrix to be used in agglomerated flux in the SAW process. In the design of the cuasiceramic it was made a valuation of the chemical composition of the diferent mineral concentrates (feldspar, zeolite and calcite), as well as of the relationship SiO2/Al2O3 of the alumosilicates. Also, as strategic tools for synthesis were used the phase diagram SiO2-Al2O3-CaO, the basicity and chemical activity indexes and the Temman temperature. It was selected the more appropriate synthesis variant by a valuation of the DRX spectrum of the matrix and a new approach (criterion) on the sinterization grade. Kinetic and thermodynamic valuations of the isothermic absorption process of the humidity (moisture) by the matrix grains are also made. The Langmuir isotherm model was adjusted acceptably to describe the humidity adsorption process by matrix grains. The determination of the values of Langmuir isotherm constants to different relative humidities and temperatures allowed to calculate the values of entalpía, entropy and Gibbs free energy of the adsorption process.

The current work expresses considerations about some of the differences of the fused flux CIS-F10 obtained by means of fragmentation in water and with an air jet. The comparisons are established taking into account their respective granulometric distributions, shapes and grain densities, as well as the energy and the time spent in the process of obtaining each of these variants. Criteria for the physical process of flux fragmentation with an air jet and its influence over the aspects formerly mentioned are also included. The principal findings were that the process for obtaining the fused flux CIS-F10 granulated with an air jet consumes 37% less energy and 25% less time than the one performed with pouring water. The solidness grade of the spherical grains, granulated with air, (with pycnometric density 2.31 g/cm3), with a granulometric distribution more continuous than that of the granules in water, contributes to the increase of the apparent density (11%) of the flux and promotes the creation of artifici...

En el trabajo es estudiado el efecto del tratamiento con explosivos sobre las tensiones residuales de uniones soldadas de aceros al carbono. Se analizan dos modos de disposición de la carga explosiva (disposición lineal y disposición sinusoidal). Como resultado se obtiene que el tratamiento con explosivo por cualquiera de los dos métodos de colocación de carga ofrece un alivio de tensiones en el entorno de 50 - 60 %, demostrándose así la viabilidad del método para aumentar la fiabilidad de las uniones soldadas. Se concluye también que la disposición sinusoidal resulta más ventajosa al requerir de menor cantidad de carga explosiva. In this paper, the effect of explosive charges as a method to reduce the residual stresses in the heated zone of welded unions was studied. A comparative analysis of two geometries of the explosive charge applied on welded unions was made: linear and sinusoidal. The comparative results obtained before and after the explosive treatment demonstrate its effectiveness by the reduction of the residual stresses. Residual stress reduction ranged in the order of 50 and 60%, confirming that explosive treatment offers a viable solution to extend the life of the welded unions.

The relationships between the compositions of a submerged arc welding bonded flux with the structure and properties are evaluated. Evaluations about the particularities of the flux structure are made based on the relationships O:Si and O:(Si + Al). Analysing the obtained welds with the different fluxes, the regression equations that correlate the contents of the elements in the welds and the flux oxide system for a specific condition of welding regime are established. The behaviour of the fundamental elements of the weld is analysed as a function of the flux basicity, the activities of MnO and SiO2 and the MnO/SiO2 relationship within the eutectic range of the binary system.

Coated electrodes for SMAW have presented their advantages for longer than one century. Means of boosting their performance, in especial for hardfacing, would be an increase in the alloying transfer efficiency and a lowering in dilution with the substrate, without losing the production capacity. In this work is described an evaluation study about the operational behavior of experimental coated tubular electrodes for hardfacing, comparatively to a conventional commercial coated electrode. Bead-on-plate welds were carried out, covering a wide range of setting current. Through processing of the instantaneous voltage and current signals, the metal transfer behavior of the electrodes was determined at each current. Fusion and deposition rates, and respective deposition efficiency, were measured by weighing electrode and test plates before and after weldings. The geometric parameters were taken from cross sections from the weldments and the dilution was calculated. The outputs were analyzed under conditions of either the same current or the same bead volume. Justifications for the behavior differences were proposed and discussed. It was concluded that, from the operational point of view, the coated tubular electrodes present a favorable performance in comparison to the conventional coated electrode, making possible to reach lower dilutions yet keeping the same deposition rates. These results encourage further researches aiming the exploitation of this fabrication conception of SMAW electrodes.

Summary This article examines the process for obtaining high carbon ferromanganese by means of carbothermic reduction in a direct current electric arc furnace. It establishes the ideal composition of slag oxides to make a flux for use in submerged arc welding (SAW). The charge components (pirolusite, coke, steel wool, lime, rutile and fluorite) are calculated for a flux-free technology to obtain FeMn taking into account the characteristics of welding fluxes under the SiO2–MnO–CaO system. Reduction experiments are applied to the charge materials so as to obtain FeMn and slag, which are then used to develop an SAW flux.

En el presente trabajo se reporta el vínculo del factor de revestimiento sobre el comportamiento de electrodos tubulares revestidos para revestimiento duro por SMAW, en cuanto a parámetros de consumo y geometría de los depósitos. Los electrodos fueron fabricados con dos espesores de revestimiento para un diámetro del alma y composición de revestimiento invariables, a fin de valorar la influencia exclusiva del espesor de revestimiento. Cada factor de revestimiento (relación entre el diámetro del revestimiento y el diámetro del alma del electrodo) fue evaluado en función de la variación de la corriente. Fueron realizados depósitos sobre chapa, evaluándose las dimensiones geométricas del cordón y los parámetros de consumo de los electrodos. En base a los resultados obtenidos se concluye que para estos electrodos el valor de factor de revestimiento debe ser de 1,2, mostrando su mejor desempeño integral en el entorno de una corriente media de 100 A. At the present paper it is reported the relationship of coated factor in the behavior of coated tubular electrodes for hardfacing, using SMAW process, as to consumption parameters and the geometry of the deposited metal. The tubular electrodes were made with two coating thickness for a fixed diameter of the metal tube and coating composition, in order to value the exclusive influence of the coating thickness. Each coating factor (relation between the total diameter of the electrode and the diameter of the metal tube) was evaluated as a function of the variation in welding current. Deposits over the metal plate were made, letting evaluate the geometrical dimensions of the welding bead and the consumption parameter of electrodes. Based on the obtained results was concluded that for those electrodes the value of the coating factor have to be 1,2 and showing the best integral performance around an average welding current of 100 A.

La constitución estructural y la naturaleza iónica o molecular de las matrices aluminosilicáticas vítreas en estado líquido están gobernadas fundamentalmente por la relación molar O:(Si+Al), que durante el proceso de soldadura repercuten en sus propiedades termodinámicas, químicas y físicas, así como en sus interacciones con la gota metálica y el baño de soldadura. En fusiones aluminosilicáticas, las interacciones del ión O2-con otras sustancias de la matriz del fundente no aleado y con los metales de aporte y base son de considerable importancia durante la constitución del metal depositado mediante el proceso soldadura automática bajo fundente (SAW). En el presente trabajo, se valora la correspondencia entre los índices de basicidad clásicos y varios índices de basicidad óptica acorde a los criterios Zhang (BO Zh), Duffy e Ingram (BO D) y el propuesto en este trabajo por los autores (BO P), así como también entre BO P y la relación molar O:(Si+Al) de cada matriz. Todo esto brinda criterios estructuro-químicos de las matrices y de su actividad metalúrgica. A partir de un análisis termodinámico se determina la posible cantidad oxígeno en el metal depositado, con lo cual se estima las posibles propiedades físico-mecánicas del mismo. The structural constitution and ionic or molecular nature of the glassy matrix in liquid aluminosilicates are governed mainly by the molar ratio O: (Si + Al), and during the welding process affect its thermodynamic, chemical and physical properties as well as in their interactions with the metal droplet and the weld pool. In aluminosilicate fusion, O2-ion interactions with other substances from the unalloyed flux matrix and filler metals and base are of considerable importance during the formation of the weld metal by submerged arc welding process (SAW). In this study, assessing the relation between the classical basicity index and several optical basicity indices using criteria according to Zhang (BOzh), Duffy and Ingram (BO D) and the proposed in this work by the authors (BO P) and also between the BO P and the molar ratio O: (Si + Al) in each matrix. This provides structural-chemical criteria for the matrices and their metallurgical activity. From a thermodynamic analysis one can determine the oxygen amount in the weld metal, which allow to estimate the possible physical and mechanical properties of itself.

La posibilidad de trabajar con bajos niveles de corriente y sus consecuencias sobre la dilución, hace que los electrodos tubulares revestidos (SMAW) para recubrimiento duro sean una opción ventajosa a valorar frente a los electrodos revestidos convencionales. Es conocido que la granulometría de los elementos de aleación influye decisivamente en el desarrollo de los procesos oxidativos exotérmicos, hecho que se refleja en las características operacionales de los electrodos. Entretanto, se puede suponer que tales procesos oxidativos son influenciados por la relación de los componentes formadores de escoria en el revestimiento. En el presente trabajo se describe la evaluación del efecto de la granulometría de la carga aleante en el alma del electrodo tubular revestido sobre la dilución y el rendimiento de deposición, bajo la influencia de la composición del revestimiento. El estudio fue realizado de manera paralela para dos tipos de electrodos con FeCrMn como carga aleante, diferenciados por la granulometría de la ferroaleación en el alma del electrodo. A cada tipo de electrodo le fueron aplicados diferentes revestimiento con variaciones de la relación Caliza:Fluorita:Rutilo, con los cuales fueron obtenidos depósitos sobre chapa. Para cada uno de los depósitos fueron determinados los parámetros dimensionales del cordón. Se concluyó que, desde el punto de vista de la geometría del depósito (de la dilución), el electrodo con granulometría mas gruesa presenta un comportamiento más favorable, al tiempo que también presenta un mejor desempeño desde el punto de vista del rendimiento de deposición. La región de composición de revestimiento de mejor comportamiento integral para los dos tipos de electrodos evaluados fue establecida. The possibility of working at lower current and, consequently, reaching low dilution, points out advantages in the use of metal cored coated electrodes over conventional ones for hardafacing. It is known that the grain size of the filling alloy elements plays important role in the exothermic oxidation process, reflecting on the operational characteristics of the electrode. However, one can suppose that such process is dependent of the composition ratio of the slag-former compounds from the coating. The present work describes the evaluation of the filling alloy granulometry, present in metal core coated electrodes, on the dilution and deposition rate, taking into account the influence of the coating. The study was carried out using two types of electrodes with FeCrMn as alloying component, distinguished by the granulometry of the ferroalloy. Different coating compositions were employed with systematic variations in the ratio Calcite:Fluorite:Rutile. Bead dimensions were measured after bead-on-plate welds. It was concluded that the electrode with coarser ferroalloying presents better performance from the dilution and deposition efficiency points of view. The coating composition of the highest performance was established.

Este trabalho apresenta uma metodologia para estimar a incerteza associada à medição dos parâmetros que definem a geometria do cordão de solda, especificamente da área do cordão, de forma a atender à exigência estabelecida pela norma NBR ISO/IEC 17025. A qualidade geométrica dos corpos de prova utilizados durante as medições foi ainda avaliada através da medição dos desvios geométricos de planeza e de perpendicularidade. As seguintes etapas foram propostas e realizadas: identificação dos parâmetros que definem a geometria do cordão de solda; identificação e estudo das variáveis que afetam a medição destes parâmetros; adoção do modelo matemático para estimativa da incerteza de cada parâmetro; planejamento e execução dos experimentos para o levantamento dos dados, cálculo da incerteza e, finalmente, análise e discussão dos resultados. Através da análise dos resultados foi possível concluir que as incertezas provenientes da calibração do sistema de medição e relativa ao desvio de perpendicularidade contribuíram significativamente para a incerteza final. As análises despertaram uma preocupação com relação aos valores permissíveis para o desvio de perpendicularidade dos corpos de prova utilizados durante as medições. This work presents a methodology to estimate the uncertainty associated to the measurement of the weld bead geometric parameters in order to address the requirements of NBR ISO/IEC 17025 Standard. The specimen geometric quality was additionally evaluated through the measurement of flatness and perpendicularity deviations. The following steps were proposed and executed: identification of weld bead geometric parameters; identification and study of the variables that affect measurement of the identified parameters; adoption of a mathematical model to estimate the uncertainty for each parameter; planning and execution of the experiments for data obtaining; uncertainty determination, analysis and discussion of the results. It was concluded that the most important variables influencing the final uncertainty were the uncertainty associated to the measuring system calibration and the perpendicularity deviation. The analysis warned about the permissible values of perpendicularity deviations of specimens used during the measurements.

La presencia de ferrita acicular (FA) en la microestructura del cordón de soldadura, dentro de determinado rango de valores, eleva considerablemente la tenacidad de las uniones soldadas. Es por ello, que el presente trabajo trata sobre un estudio que relaciona la cantidad de ferrita acicular en el cordón en función del contenido de oxígeno presente en la mezcla activa CO2+O2, durante la realización de uniones soldadas de bordes rectos en aceros de bajo carbono con el proceso con electrodo fusible y protección gaseosa (GMAW) en condiciones invariables de parámetros de proceso (corriente de soldadura, voltaje de arco, velocidad de soldadura, longitud libre y flujo de gas protector). Como resultado del trabajo se estableció la relación gráfica existente entre la ferrita acicular y el contenido de oxígeno en la mezcla. The presence of acicular ferrite (AF) in the microstructure of weld bead, in a specified range of values, increase considerably the toughness of welded joints. The present paper, for that reason, study the relationship between the acicular ferrite quantity in the deposited metal and the oxygen present in the active gas mixture of CO2+O2, during the execution of butt welded joints with straight edges, in low carbon steels with consumable electrode and gas protection (GMAW) in invariable conditions of process parameters (welding current, arc voltage, welding speed, electrode extension, and gas flow). The graphic relation between the acicular ferrite and the oxygen content was established, as result of the research work.

En el trabajo se realiza un estudio de la forma de los granos del fundente fundido CIS-F10, tanto granulado con aire, como en agua, la geometría de la soldadura y sus propiedades. Para ello se realiza un análisis morfológico de los granos del fundente CIS-F10, sus densidades, la fluidez que presentan durante su apilamiento, su comportamiento higroscópico y las diferencias entre la cantidad de aire intergranular, durante su deposición sobre las piezas a soldar. La aplicación de estos procedimientos de estudio de materiales evidencia que el fundente granulado con aire (con un 79,2 % de partículas esféricas) posee una diferencia en su fluidez relativamente superior (34 %), una disminución del ángulo de talud (28,8 %) y un menor volumen relativo de aire intergranular (28,2 %), que el fundente granulado en agua, además de una disminución de la pendiente de crecimiento de la curva de humectación. La conjugación de estos aspectos producen una mayor penetración del arco de soldadura (8 %) y un menor ancho medio de la zona de afectada térmicamente (17 %), aunque no se evidencian diferencias en las propiedades metalográficas, ni mecánicas (< 1 %), en las uniones soldadas. La escoria formada en ambos casos es de configuración geométrica constante (espesores de 4 mm y anchos de 25 mm, respectivamente) con una razón de consumo de fundente de 0,64. In the present paper, the shape of fused grains flux CIS-F10, granulated in air and in water, its effect on weld bead geometry and its properties were studied. Grains morphology, properties, fluidity during piling, hygroscopic behavior and the amount of air between the grains during use were analyzed. The application of these procedures showed evidence that flux granulated in air (79.2 % of spherical particles) has fluidity relatively higher (34 %), smaller shape angle (28.8 %) and a lesser intergranular air per volume (28.2 %) than the flux granulated flux in water, despite the decrease in the slope of the humectation curve. The conjugation of these aspects improve penetration (8 %) and a reduction in the width of the heat affected zone (17 %) although neither metallographic nor mechanics (< 1%) differences are shown on the welds. The slag formed in both cases is of constant geometric configuration (4 mm thickness and 25 mm width) with 0.64 flux consumption rate.

The present work evaluates the microhardness measurement uncertainty using a Vickers indenter in the characterization of hard deposits, obtained with experimental electrode for hardfacing of cutting knives in sugar mills. The following stages were proposed: i) obtainment of the deposit with experimental electrode, ii) obtainment of the samples, iii) chemical characterization, iv) metallographic analysis, v) microhardness measurement and vi) uncertainty measurement assessment. It was observed that the obtained deposit presents chrome carbides and eutectic matrix composed of austenite and carbides. The expanded uncertainty associated to the microhardness measurement is highly influenced by the low repeatability of the obtained microhardness values.

Se evaluó el efecto del incremento de las adiciones de caliza en laobtención de un fundente al manganeso sobre la composición delmetal depositado por arco sumergido (proceso SAW). La adición decaliza se realizó manteniendo constante la relación porcentualMnO/SiO2 del sistema de óxidos del fundente. Con el aumento de labasicidad se logró intensificar la actividad termodinámica del MnO ydisminuir la del SiO2, favoreciéndose la transferencia del manganeso al metal depositado, a la vez que se atenúa la del silicio, el azufre, el fósforo y el carbono permanece prácticamente inalterable. Esto posibilita el empleo de un alambre de bajo manganeso durante lasoldadura de aceros de baja aleación con proceso SAW.