Estudio del daño acumulado por fatiga en juntas soldadas de acero AISI/SAE 1045 por soldadura manual al arco con electrodos revestidos “SMAW”.

Abstract

El presente trabajo se realizó con el propósito de evaluar el daño acumulado por fatiga en juntas soldadas de acero AISI 1045, habiendo empleado soldadura manual al arco con electrodo revestido. Las probetas de fatiga de este trabajo fueron diseñadas bajo la norma ASTM E-466. Todos los ensayos, tanto de tracción como de fatiga se llevaron a cabo en la máquina universal de ensayos mecánicos marca Instron, modelo 8502. Se realizaron tres ensayos de tracción con el fin de determinar el valor del esfuerzo de fluencia el cual nos permitió determinar los valores de los niveles de esfuerzo alternante con los cuales se trabajaría en los ensayos de fatiga. Para la determinación de la curva de Wöhler del acero 1045 se emplearon cinco niveles de esfuerzo alternante, entre 440 y 500 MPa, obteniéndose un total de 12 resultados válidos. En el caso de la junta soldada se llevaron a cabo ensayos en cuatro niveles de esfuerzos desde 360 hasta 400 MPa, lo cual permitió evaluar el comportamiento a la fatiga bajo condiciones de alto ciclaje (número total de ciclos > 105); con estos resultados se procedió a la elaboración la curva de Wöhler característica. También se realizaron ensayos con el fin de determinar una aproximación del límite de fatiga, el cual se ubicó entre 350 y 360 MPa. En base a esta información, fueron posteriormente diseñados los ensayos de daño acumulado en dos bloques de esfuerzos tanto ascendentes como descendentes, involucrando una fracción de vida consumida de 0,5 es decir, equivalente al 50% del promedio de vida encontrado para los niveles de esfuerzos extremos tanto mínimo como máximo, es decir 360 y 400 MPa respectivamente. Los resultados obtenidos revelan que la presencia de una junta soldada de las características estudiadas da a lugar a una reducción significativa de la vida a la fatiga del acero AISI/SAE 1045. Por otro lado se determinó que el estudio del comportamiento a la fatiga de una junta soldada no se puede llevar a cabo utilizando probetas mecanizadas de acuerdo a las normas empleadas para materiales sin junta alguna. La regla de Palmgren- Miner no se pudo confirmar en vista de la marcada variabilidad del número de ciclos a falla en las muestras empleadas, se cree que tales resultados tienen su origen en los cambios geométricos debido a la presencia de la junta y a los cambios metalúrgicos introducidos en el proceso de fabricación así como a los defectos intrínsecos a dicho proceso. También se realizó un estudio fractográfico por microscopía electrónica de barrido indicando que las razones para el origen o nucleación de grietas son muy diversas como: cambios geométricos, presencia de rizos, presencia de poros, etc