ImpactU Versión 3.11.2 Última actualización: Interfaz de Usuario: 16/10/2025 Base de Datos: 29/08/2025 Hecho en Colombia
Estudio teórico experimental de la resistencia a fatiga de uniones soldadas a tope considerando la influencia de la geometría de la unión y el ciclo térmico de enfriamiento
Resumen: Se realizo un estudio teorico experimental mediante la caracterizacion de la resistencia a fatiga en uniones soldadas a tope considerando la geometria y el ciclo termico de enfriamiento. Se utilizo el proceso de soldadura manual por arco electrico (SMAW) en union soldada a tope, con acero estructural ASTM A36 tipo placa de espesor 6 mm como metal base, y electrodo revestido E6013. En los ensayos de fatiga uniaxial se seleccionaron 8 replicas por cada tratamiento para un total de 32 probetas. En el arreglo experimental se consideraron dos niveles tanto para el sobreespesor del cordon, como para la intensidad del medio de enfriamiento utilizando, un enfriamiento lento (aire tranquilo) y un enfriamiento rapido (inmersion en agua). Se relacionaron las propiedades mecanicas y fractomecanicas de las zonas de la union soldada (zona de fusion, zona afectada termicamente y material base) con la propagacion de grietas por fatiga, con base en el conteo de microestriaciones y ensayos experimentales como: tension uniaxial, dureza por microindentacion, energia de impacto Charpy y analisis metalografico para cada uno de los tratamientos bajo estudio. En el analisis teorico se parametrizo el sobreespesor del cordon y el radio del borde de soldadura, para ello se realizo un diseno experimental a tres niveles. La geometria de un grupo de cordones de soldadura reales es digitalizada y emulada en la construccion de los modelos de solido 3D, definiendo una grieta semieliptica superficial en el borde de la soldadura. Mediante el Metodo de los Elementos Finitos se obtuvieron ecuaciones analiticas para el factor de agnificacion por soldadura (Mk). Entre los resultados inicialmente se destaco la marcada influencia del sobreespesor del cordon en la vida de fatiga, un mayor sobreespesor significa una reduccion en la rediccion de vida de fatiga de hasta un 42% para la union soldada considerada; y en segundo lugar se obtuvo el factor de intensidad de esfuerzos en el vertice del perimetro de la grieta a medida que incrementa su tamano. Lo anterior provoca que la grieta durante su propagacion estable se torne cada vez mas alargada y estrecha. Las ecuaciones analiticas obtenidas para Mk pueden ser utilizadas en modelos de gestion de vida para este tipo de union soldada.