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La investigación tuvo como objetivo el determinar el efecto del material, la composición química y el diámetro de un tubo calentador sobre las fallas de soldadura fuerte evaluada a través de las incrustaciones, poros y vacíos presentes en la microestructura de la junta soldada. The objective of the investigation was to determine the effect of the material, the chemical composition and the diameter of a heating tube on brazing failures evaluated through the incrustations, pores and voids present in the microstructure of the welded joint.

Descripción de los procesos de soldadura y sus características principales; la clasificación de las variantes básicas que se emplean; y los efectos y limitaciones de cada variante., Introducción a sesiones de teoría en clase inversa.

Instituto de Investigación en Metalurgia y Materiales. Maestría en Metalurgia y Ciencias de los Materiales The steel / alumina joint by using a joint element, whose melting point is lower than that of the main components, presents different difficulties such as, differences in thermal expansion coefficients, wetting problems of the filler metal on the ceramic, excessive atomic interdiffusion of the elements and formation of fragile phases. The present project focused on the realization of dissimilar Al2O3 / AISI 410S joints using a filler metal 45Cu55Ti (at.%). The alumina compacts were made from powders of α-Al2O3, obtaining compacts with an average of 96% densification. The joints were made in a horizontal tube furnace at different temperatures (970 to 1010 ° C) and at different times (5 to 35 minutes) in order to evaluate the microstructural evolution at the interface. The interface was characterized by the scanning electron microscopy technique by punctual, linear and mapping analysis; for which it was necessary to follow a careful preparation,by roughing and polishing, of the surface to be analyzed. The high diffusion of Fe to the filler metal was observed, finding phases in the reaction zone adjacent to the alumina where this element is present from temperatures and low times. It was observed that the presence of Ti and Fe at the interface increases as it approaches the steel, meanwhile the Cu content decreases. Cu content decreases dramatically in the reaction zone adjacent to steel. In addition, the effect of temperature on the increase in the thickness of the interface was observed by linear analysis, as well as on the diffusion of Fe to the joint element. The formation of fragile phases significantly affected the strength of the joint, since the maximun strength reached was 9.72 MPa and corresponds to a joint made at 980 °C and 25 minutes of holding time. La unión acero/alúmina mediante la utilización de un elemento de unión, cuyo punto de fusión es más bajo que el de los componentes principales, presenta diferentes dificultades como son, las diferencias en los coeficientes de expansión térmica, problemas de mojado del material de aporte sobre el cerámico, excesiva interdifusión atómica de los elementos y formación de fases frágiles. El presente proyecto se enfocó en la realización de uniones disímiles Al2O3 /AISI 410S utilizando un elemento de unión 45Cu55Ti (% at.). Los compactos de alúmina se realizaron a partir de polvos de α −Al2O3, obteniendo compactos con un promedio del 96 % de densificación. Las uniones fueron realizadas en un horno de tubo horizontal a diferentes temperaturas (970 a 1010 °C) y a diferentes tiempos (5 a 35 minutos) con el fin de evaluar la evolución microestructural en la interfase. La interfase se caracterizó por la técnica de microscopía electrónica de barrido mediante análisis puntual, lineal y mapeo; para lo cual se debió seguir una preparación cuidadosa, mediante desbastado y pulido de la superficie a analizar. Se observó la alta difusión del Fe hacia el elemento de unión, encontrando fases en la zona de reacción adyacente a la alúmina, donde este elemento se encuentra presente desde temperaturas y tiempos bajos. Se observó que la presencia del Ti y el Fe en la interfase incrementa a medida que se acerca al acero, mientras que el contenido del Cu decrece. El contenido del Cu decrece drásticamente en la zona de reacción adyacente al acero. Además, mediante análisis lineal se observó el efecto de la temperatura sobre el incremento del espesor de la interfase, así como en la difusión del Fe hacia el elemento de unión. La formación de fases frágiles afectó considerablemente la resistencia de la unión, ya que la máxima resistencia alcanzada fue de 9.72 MPa y corresponde a una unión realizada a 980 °C y 25 minutos de tiempo de permanencia.

Instituto de Investigaciones Metalúrgicas. Doctorado en Ciencias en Metalurgia y Ciencias de los Materiales Tungsten carbide is a ceramic with higth hardness, resistance properties, oxidation, among others; but with low fracture toughness, that is the reason why by adding some binder material like Co its mechanical propierties are drastically improved, opening the posibility of its use for various uses. However, more content of Co properties like wear resistance will be sacrificed; that is why by adding reiforcement materiales like carbon nanotubes (NTC) or particles of MoN, to the powder of WC-6%Co it is intended to improve fracture toughness without afeccting other mechanical properties. In this way thermal treatments were carried out with convencional heating under Ar atmosphere, to the powders of WC-Co with and without the reiforcement material from 1380°C to 1420°C since 30 to 90 minutes holding, obtaning densities of around 90 % for the maximum time and temperature applied; through DRX were detected the phases WC; Co and in mesure that the temperature increased or holding time the phases W3Co3C; phases WC and Co4W2C for the samples with content of NTC, like the phases of WN and Co3W3N for the samples of with content of MoN. Through MEB it was possible to verify the evolution of the degree of sintering for the experimental conditions performed, appreciating less porosity and coalescence of particles at higher temperature or holding time. Respect to the the mechanical properties, an increase of 18.09% in fracture toughness of the sample is observed, to the sample with 10% vol. of NTC and a very small difference in hardness values. El carburo de tungsteno es un cerámico de alta dureza con propiedades de resistencia al desgaste, oxidación entre otras; pero con baja tenacidad a la fractura, es por ello que al añadir algún material aglutinante como el Co se mejoran drásticamente sus propiedades mecánicas, abriendo la posibilidad de su utilización para diversos usos. Sin embargo, a mayor cantidad de contenido de Co se sacrifican propiedades como resistencia al desgaste; es por ello que mediante la adición de materiales de refuerzo como nanotubos de carbono (NTC) o partículas de MoN, a los polvos de WC-6%Co se pretende mejorar la tenacidad a la fractura sin afectar otras propiedades mecánicas. De esta forma se realizaron tratamientos térmicos mediante calentamiento convencional bajo atmósfera de Ar a polvos de WC-Co con y sin material de refuerzo de 1380°C a 1420°C desde 30 a 90 minutos, obteniendo densidades de hasta un 90% para el máximo tiempo y temperatura aplicados; mediante DRX se detectaron las fases WC, Co y a medida que se aumentó la temperatura y tiempo de permanencia la fase W3Co3C; las fases WC y Co4W2C para las muestras con contenidos de NTC, así como las fases WN y Co3W3N para las muestras con contenidos de MoN. Mediante MEB se pudo verificar la evolución del grado de sinterización para las condiciones experimentales realizadas, apreciando menor porosidad y coalescencia de particular a mayor temperatura o tiempo de permanencia. Respecto a las propiedades mecánicas se observa un aumento de 18.09% de tenacidad a la fractura de la muestra a la cual se le añadió 10% en vol. de NTC y una muy pequeña diferencia en valores de dureza.

RESUMEN En el presente trabajo de investigación se estudió el proceso electroquímico de la corrosión en agua de mar sintética de la unión disímil por soldadura fuerte del compósito TiC/Cu. Los compósitos fueron fabricados mediante infiltración líquida sin el uso de presión externa. Dichos compuestos se unieron a cobre usando una aleación de Cu-Ag con adición de Ti en polvo. Estas juntas mostraron una excelente adhesión, formando un ensamble disímil pero coherente. Las pruebas de corrosión empleadas fueron las técnicas electroquímicas de curvas de polarización (CP) y ruido electroquímico (RE). Para determinar el tiempo de estabilización de las reacciones anódica y catódica del proceso de corrosión, se realizó un seguimiento de potencial de corrosión (Ecorr) con respecto al tiempo. Las mediciones se realizaron a diferentes intervalos de tiempo, durante un tiempo total de exposición de 24 horas. Las mediciones electroquímicas se realizaron en una celda electroquímica con un arreglo típico de tres electrodos, un electrodo de trabajo, un electrodo de referencia (calomel) y un electrodo auxiliar (barra de grafito). Los resultados electroquímicos muestran que la unión (TiC/Cu-Cu) presenta mayor susceptibilidad a corrosión localizada comparada con el metal base. El mecanismo de corrosión de las uniones se generó por una celda de aeración diferencial producida por corrosión en hendidura y galvánica. Los resultados muestran una buena correlación entre el análisis superficial y los obtenidos por RE y CP. ABSTRACT This work presents an electrochemical corrosion study in synthetic seawater of the dissimilar joint of TiC/Cu composite by brazing technique. Composites were machined by liquid infiltration without external pressure. This composite were joined with copper using a filler material constituted by an alloy of silver - copper and titanium powder. The composite joined shown a good adhesion forming a dissimilar assembled and coherent. In order to carry out the corrosion studies, two different techniques were used, potentiodynamic polarization curves (PCs) and electrochemical noise (EN). In addition, the corrosion potential measures as a function of the time were carried out to get the stabilization time of the anodic and cathodic reactions in the corrosion process. Electrochemical measurements were made at different exposure times with a total exposure time of 24 hours. A typical three-electrode electrochemical cell was used; where the working electrode (WE) was a sample of composite joined, the reference electrode was the saturated calomel electrode (SCE) and a sintered graphite rod was used as auxiliary electrode. The electrochemical results shown that the susceptibility to localized corrosion of the composite joined sample was higher than the based metal (copper). The corrosion mechanism of the composite joined sample is a differential aeration cell, where it can produce pitting and crevice corrosion form. The results shown a good correlation between the superficial analysis and the results obtained by the EN and CPs.

A study of the high vacuum brazing process of solid solution strengthened Hastelloy B2 nickel alloy has been done. A first stage of research has focused on the selection of the most appropriate brazing filler metal to the base material and vacuum furnace brazing process. The influence of welding parameters on joint microstructure constituents, relating the microstructure of the joint to its mechanical properties, has been evaluated. Two gaps of 50 and 200 micrometers, and two dwell times at brazing temperature of 10 and 90 minutes were studied. The braze joint mainly consists of the nickel rich matrix, nickel silicide and ternary compounds. Finally, the results of this study have shown the high bond strength for small gaps and increased dwell times of 90 minutes.Se realizó un estudio pormenorizado del proceso de soldeo fuerte en horno de alto vacío de la aleación base níquel Hastelloy B2 fortalecida por solución sólida. En una primera fase del trabajo se seleccionó el material de aporte acorde al material objeto de unión y a la fuente de calentamiento seleccionada. Posteriormente, se evaluó la influencia del gap (50 y 200 micrómetros) y tiempo de permanencia a temperatura de soldeo (10 y 90 minutos) sobre los microconstituyentes de la unión, relacionando la microestructura con las propiedades mecánicas de la junta. Los análisis metalográficos mostraron una unión constituida por una matriz rica en níquel, siliciuros de níquel y compuestos ternarios. Finalmente, los resultados de los ensayos mecánicos a esfuerzos cortantes mostraron una elevada resistencia para gaps de 50 micrómetros y tiempos de permanencia de 90 minutos.

A study of the high vacuum brazing process of solid solution strengthened Hastelloy B2 nickel alloy has been done. A first stage of research has focused on the selection of the most appropriate brazing filler metal to the base material and vacuum furnace brazing process. The influence of welding parameters on joint microstructure constituents, relating the microstructure of the joint to its mechanical properties, has been evaluated. Two gaps of 50 and 200 micrometers, and two dwell times at brazing temperature of 10 and 90 minutes were studied. The braze joint mainly consists of the nickel rich matrix, nickel silicide and ternary compounds. Finally, the results of this study have shown the high bond strength for small gaps and increased dwell times of 90 minutes. Se realizó un estudio pormenorizado del proceso de soldeo fuerte en horno de alto vacío de la aleación base níquel Hastelloy B2 fortalecida por solución sólida. En una primera fase del trabajo se seleccionó el material de aporte acorde al material objeto de unión y a la fuente de calentamiento seleccionada. Posteriormente, se evaluó la influencia del gap (50 y 200 micrómetros) y tiempo de permanencia a temperatura de soldeo (10 y 90 minutos) sobre los microconstituyentes de la unión, relacionando la microestructura con las propiedades mecánicas de la junta. Los análisis metalográficos mostraron una unión constituida por una matriz rica en níquel, siliciuros de níquel y compuestos ternarios. Finalmente, los resultados de los ensayos mecánicos a esfuerzos cortantes mostraron una elevada resistencia para gaps de 50 micrómetros y tiempos de permanencia de 90 minutos.

The Cold Gas Spray - CGS technique has greatly attracted the attention of the researchers in the last decade due to advantages compared to other conventional thermal spray processes. It presents outstanding characteristics such as high density coatings and absence of thermal degradation (oxidation or phase transformation). In addition, CGS is an efficient and green technology. This paper presents a bibliographic review related to micro/nanostructured aluminium-based coatings of by CGS on light alloy substrates. It provides an overview of the feasibility of using the Cold Gas Spray as a technique for the protection, recovery and repair of high value-added components, especially those made of light alloys (aluminium and magnesium base) which, by their low density and mechanical properties, are widely used in several industrial sectors such as transport, aerospace and power generation. La técnica de Proyección Fría (Cold Gas Spray - CGS) ha atraído considerablemente la atención de los investigadores en la última década dadas sus ventajas respecto a otras técnicas convencionales de proyección térmica, como la obtención de recubrimientos de altísima densidad y sin degradación (ya sea oxidación o cambios de fase), además de su gran potencial a nivel económico y ambiental por ser un proceso más eficiente y respetuoso con el medio ambiente. Este estudio presenta una revisión bibliográfica respecto a la obtención de recubrimientos micro/nanoestructurados base aluminio mediante proyección fría sobre sustratos de aleaciones ligeras, el cual permitirá tener una visión global sobre la viabilidad de utilizar la proyección fría como técnica para la protección, recuperación y restauración de componentes de elevado valor añadido, especialmente aquéllos fabricados con aleaciones ligeras (base aluminio y magnesio) los cuales, por su baja densidad y propiedades mecánicas, son ampliamente utilizados en diferentes sectores de la industria como el transporte, la aeronáutica y generación de energía.

En la fabricación de herramientas de corte para mecanizar materiales en condiciones adversas de corte se requiere que el sistema de sujeción del inserto de carburo de tungsteno mantenga la integridad y robustez durante el corte. El proceso de unión por soldadura fuerte (brazing) permite la unión de insertos de carburo de tungsteno con portaherramientas del acero al medio carbono debido a que estos no compartan las mismas propiedades físico-químicas; esta unión de materiales cerámicos con metales es una combinación de propiedades que se complementan entre sí para superar el desempeño y las capacidades técnicas de una herramienta de corte conformada de un solo material. Se plantea un diseño experimental factorial 23 * 2 y los factores relevantes se determinan según el nivel de control que ejerzan en el proceso de soldadura y con un diagrama de Pareto (intervalo de confianza 95% con α=0.05). El proceso de soldadura fuerte se realiza con acero al medio carbono AISI/SAE 4140, con aleación de plata al 50% de concentración (baja temperatura de fusión) con gases combustibles (oxígeno+propano), aplicando fundente y enfriamiento al aire atmosférico. Se realiza composición química por espectrometría de emisión óptica, XRF y TEM, mediciones de dureza y rugosidad superficial 3D (Microscopio Confocal) para conocer las condiciones superficiales del acero y metalografías para analizar adherencia entre las superficies de aleación de Plata y el acero al medio carbono. Los resultados de los ensayos brindan una tendencia del proceso de soldadura fuerte hacia la baja rugosidad superficial y la baja concentración de humedad en el fundente al realizar el ensamble de la unión epitaxial; obteniendo alto esfuerzo de adherencia y alto esfuerzo último por reducción de defectos en la unión originados por burbujas de gases cautivos durante la solidificación del charco metálico. Abstract. In the manufacture of cutting tools for machining materials in adverse conditions is required to cut the holding system tungsten carbide insert maintain the integrity and robustness during cutting. The brazing process junction allows attachment of tungsten carbide inserts with medium carbon steel tool because they do not share the same physical and chemical properties, this union of ceramics with metals is a combination of properties that complement each other to overcome the performance and technical capabilities of a cutting tool made of a single material. It proposes a factorial design of experimental 23 * 2 and the relevant factors are determined by the level control exercised over the welding process and a Pareto diagram (95% confidence interval with α = 0.05). The brazing process is carried out with medium carbon steel AISI/SAE 4140, with an alloy of silver with concentration 50% (low melting temperature) with the combustible gases (oxygen + propane) and applying flux to ambient air cooling. Chemical composition is performed element optical emission spectrometry, XRF and TEM, hardness measurements and 3D surface roughness (Confocal Microscopy) for steel surface conditions and metallography to analyze adhesion between the surfaces of silver alloy and medium carbon steel. The test results provide a trend brazing process to the low surface roughness and low dampness concentration in the flux when performing epitaxial junction assembly; effort to obtain high adhesion and high ultimate stress by reduction defects in the joint caused by captive gas bubbles during solidification of metal puddle. Maestría

The reduction of fuel consumption of internal combustion motors, imposed by the new anti-pollution and energy saving laws may be attained by reducing the weight of vehicles, introducing, for example, aluminium sections into the main steel car-body. Laser brazing is a process which can be used to perform such a junction. The main problem of welding this kind of materials combination with conventional processes is the potential formation of inter-metallic phases, which reduces the good performance of the joint. Laser brazing allows a very good control of the thermal development of the joint, with a limited precipitation of these brittle phases. This paper presents the results of a feasibility study made with ZnAl-30 as filler metal. The study shows that the type of configuration used for the assembly has a particular influence on the formation of brittle phases and consequently on the mechanical performance of the joint.La reducción en el consumo de combustibles fósiles y las emergentes leyes mundiales anti-contaminación, obligan a prever una reducción en el peso de los vehículos de transporte. Esta condición se puede cumplir por ejemplo, introduciendo componentes de Aluminio en el cuerpo de la carrocería principal de acero de los mencionados vehículos. El principal problema que se presenta al realizar este tipo de ensamblaje es la formación de fases íntermetálicas frágiles que pueden comprometer el buen desenvolvimiento de la unión. La soldadura con rayo láser permite un buen control de calor aportado y una formación muy limitada de este tipo de fases. Este trabajo presenta los resultados preliminares de los estudios realizados en uniones soldadas con ZnAl-30 como material de aportación. El estudio muestra que el tipo de configuración utilizada para realizar la soldadura tiene una influencia importante sobre la posibilidad de formación de estas fases ínter-metálicas.