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Apr 30, 2023

Uso beneficioso de las condiciones del proceso hiperbárico en la soldadura de alta

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 12434 (2022) Citar este artículo

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La soldadura hiperbárica se utiliza para diferentes aceros en muchas aplicaciones subacuáticas como proceso de soldadura de reparación. Se puede hacer una diferencia entre los procesos de soldadura húmedos y secos. Debido al aumento de la presión ambiental, estos procesos tienen características especiales inherentes al proceso que influyen en el comportamiento de enfriamiento y penetración. El uso positivo de estos efectos fuera de las aplicaciones subacuáticas rara vez se aborda actualmente en la ciencia y la aplicación. El trabajo presentado establece estas ventajas sobre la base de un acero estructural de mayor resistencia y caracteriza los efectos sobre la microestructura de un acero S700MC unido y sobre las propiedades mecánicas de la unión. Se demostrará que se puede utilizar un entorno hiperbárico para orientar la soldadura más hacia la profundidad de la lámina. Además, se demostrará que este cambio conduce a un enfriamiento modificado, que en sí mismo influye en las propiedades mecánicas del cordón de soldadura.

La soldadura en condiciones ambientales hiperbáricas se ha utilizado durante muchos años en la producción y reparación bajo el agua. Debido al lugar de ejecución, bajo el agua, a veces son necesarios equipos de apoyo muy complejos para la ejecución del cordón de soldadura1. Se hace una distinción entre diferentes tipos de procesos de soldadura bajo el agua, por ejemplo, soldadura en ambientes secos y húmedos2. El equipo para soldar en atmósfera seca puede ser muy complejo, similar a un mini hábitat para soldadura manual1,3. Además, la actividad de investigación en torno a la soldadura submarina ha aumentado en la última década2, Fig. 1. El número de artículos publicados ha aumentado y se espera que se publiquen aproximadamente 80 artículos por año en 2020.

Investigación en soldadura submarina (Datos hasta el primer trimestre de 2020)2.

Un tema de investigación es la influencia en el proceso de la atmósfera que contiene agua y el aumento de la presión ambiental4. Además, se demostró que una mayor presión ambiental da como resultado una reducción significativa en la longitud del arco con el mismo voltaje de soldadura3,5,6,7,8,9. Además de la influencia sobre la corriente y el voltaje, también se pudo demostrar una influencia del aumento de la presión sobre la formación de salpicaduras10.

En el campo de los materiales, se demostró una clara influencia del contenido de hidrógeno en la morfología de la microestructura, la rugosidad superficial y el comportamiento de fisuración de los aceros de alta resistencia, que son los más investigados11,12,13,14,15. Akselsen et al. mostró que se pueden lograr valores de tenacidad adecuados para diferentes niveles de presión utilizando diferentes tipos de metal de aporte para el acero de alta resistencia de la tubería X7016. Además, demostraron que la profundidad de penetración de la soldadura aumenta debido a una mayor presión16, y estiman algunas implicaciones prácticas, como el llenado de huecos de raíz y una cantidad de capas reducida. Propusieron una primera teoría para el aumento de la penetración y se centraron en los efectos de flujo en la masa fundida. El declaró que el flujo se dirige hacia abajo para formar una penetración más profunda debido a la presión elevada.

Además, la gama de materiales incluidos en las distintas investigaciones también es cada vez más amplia. Por ejemplo, se ha investigado la soldadura de aleaciones de cobre o aluminio17 y aceros inoxidables dúplex18,19 en condiciones de proceso hiperbárico. Para las aleaciones de aluminio, se puede suponer un uso beneficioso de la soldadura hiperbárica en los rangos de presión más bajos de hasta 10 bar para la reducción de poros, un problema clave en la soldadura de aluminio17.

Para algunos materiales, existe un llamado a realizar más investigaciones, como la soldadura de aleaciones de molibdeno en condiciones de proceso hiperbárico20 y para la soldadura de tuberías multimaterial revestidas21.

Sin embargo, un beneficio positivo en la producción de soldadura debido a una mayor presión ambiental se ha abordado poco en la investigación, pero es de interés ya que se puede lograr un aumento significativo en la densidad de energía en el arco mediante el efecto de acortamiento del arco y un posible voltaje correspondiente. aumentar. Además, el aumento de la presión ambiental hace que el arco se contraiga y, por lo tanto, aumenta la densidad de energía local.

Una mayor densidad de energía conduce a una penetración más profunda del cordón de soldadura, como demostró Dutra para un proceso de soldadura modificado22. Bunaziv et al. mostró un efecto similar para soldar con el modo CMT a presiones ambientales elevadas5.

El aumento en la densidad de energía del arco debería dar como resultado una mayor profundidad de soldadura y un cambio en las condiciones de solidificación, como Azar et al. predicho23 y Bunaziv et al. mostró para un proceso de soldadura modificado5. La constricción del arco depende, además, de la mezcla de gas de protección utilizada24, como en las soldaduras GMA normales. Azar modeló y validó los ciclos de enfriamiento térmico y encontró una influencia de la presión sobre el tiempo de enfriamiento t8/5 pero clasificó este efecto como menor25. En otros estudios, el efecto sobre el tiempo de enfriamiento puede considerarse significativo. Un tiempo de enfriamiento alterado conducirá a diferentes propiedades mecánicas en el metal de soldadura y la ZAT.

El trabajo presentado en este documento tiene como objetivo cambiar el enfoque de los procesos de soldadura hiperbárica de la soldadura submarina hacia una mejora potencial de los procesos de soldadura convencionales. Para este propósito, es crucial el conocimiento de las relaciones subyacentes entre las condiciones límite del proceso de soldadura, la presión ambiental y las propiedades geométricas y mecánicas del metal de soldadura y la ZAT (zona afectada por el calor). Por lo tanto, en el trabajo que se presenta a continuación, se deriva un modelo para la dependencia de la geometría de la soldadura con las variables establecidas durante la soldadura hiperbárica. El modelo estadístico derivado dará una visión general de la relación entre las profundidades de soldadura y la dureza del metal de soldadura. El enfoque de la interpretación de la literatura y los resultados en la discusión de los hallazgos se centrará en un uso beneficioso de un entorno de proceso hiperbárico en la soldadura sin una configuración que contenga agua.

Para investigar el uso beneficioso de la soldadura hiperbárica en la producción de soldadura, se realizó una cámara hiperbárica con alimentación de alambre externa (Figs. 2 y 3). Esta cámara puede soportar una presión interna de hasta 50 bar y permite el acceso visual a la zona de unión. El electrodo de alambre se alimenta desde el exterior a través de un sistema de puerta. Esto elimina los efectos del aumento de la presión ambiental en la fuente de poder de soldadura. El movimiento de la muestra se llevó a cabo a través de una mesa de movimiento lineal controlada por separado.

Esquema de la cámara hiperbárica17.

Cámara de soldadura 17.

Para las siguientes investigaciones, se midió la presión ambiental de 2 bar a 16 bar, así como el voltaje de soldadura y la corriente de soldadura, según un diseño estadístico de experimentos en el modo de operación no sinérgico de la fuente de poder de soldadura. Se introdujo argón en la cámara de prueba como gas de protección y para aumentar la presión hasta la presión deseada para el experimento.

La composición química del material base utilizado, un acero de alta resistencia y baja aleación S700MC, se determinó mediante espectroscopia de emisión óptica. La Tabla 1 muestra los resultados.

Como es habitual en los aceros estructurales de grano fino, están presentes microaleaciones con los elementos titanio, vanadio y niobio, así como una mayor proporción de manganeso. La microestructura de S700MC es de grano muy fino, ferrítica y tiene una textura de rodadura pronunciada (Fig. 4)26.

Sección transversal S700MC26.

Los precipitados de nitruro de titanio en bloques más grandes (amarillentos) son visibles en toda la microestructura a mayores aumentos. Se llevaron a cabo pruebas de tracción para determinar las propiedades mecánicas cuasiestáticas del material de prueba (Tabla 2). Por lo tanto, la dirección de laminación se tuvo en cuenta al tomar las muestras26. Los valores mostrados son los valores medios de las tres muestras analizadas.

La composición química del metal de aportación de soldadura también se determinó mediante espectrometría de emisión óptica en soldaduras bidimensionales acumuladas con 4 capas y se muestra en la Tabla 3. El consumible de soldadura usado tenía un diámetro de 1,2 mm. El diseño experimental estadístico se configuró y evaluó con el software Modde (versión 12.1).

Las pruebas de soldadura se realizaron siguiendo un diseño de experimentos (DoE) estadístico D-óptimo, como se muestra en la Tabla 4. En el diseño experimental D-óptimo se maximiza el determinante de la matriz de información. Este criterio conduce a la minimización del volumen del elipsoide de confianza para los parámetros desconocidos del modelo de regresión lineal. Además, el DOE brinda la oportunidad de derivar un modelo estadístico para describir la influencia de la presión ambiental en varias características de la costura. Las variables modificables para el DoE son el voltaje de soldadura para un proceso de soldadura no sinérgico, la presión ambiental y la corriente de soldadura. También se proporciona el punto de ajuste de la alimentación de alambre. Especialmente, la corriente de soldadura está relacionada con la velocidad de alimentación del hilo. Para la evaluación de los resultados, elegimos usar la corriente de soldadura como punto de ajuste en lugar de la velocidad de alimentación de alambre, porque los valores medios de las corrientes medidas se corresponden con los valores de punto de ajuste. No se ha producido una influencia significativa de la presión ambiental en las corrientes y tensiones de soldadura que se producen, como se esperaba (consulte la sección "Tiempos de enfriamiento"). Por lo tanto, es posible que en este caso la máquina de soldar se ciña a la corriente como variable controlada. El saliente se fijó en 17 mm. El soplete se alineó normal, sin ningún ángulo, a la superficie del sustrato usado. La Tabla 4 muestra los resultados de las mediciones de profundidad de soldadura y dureza (HV0.2) para la soldadura de cordón en placa. Las mediciones de dureza (HV0.2) que se muestran en la Tabla 4 son los valores medios de los últimos 10 puntos en el metal de soldadura de una línea de medición de dureza que comienza en el material base y llega al menos a la mitad del metal de soldadura. En la Fig. 5 se muestra un ejemplo. La profundidad de la soldadura se determinó en una sección transversal como se muestra en la Fig. 5.

Medidas de dureza (ejemplo).

La velocidad de soldadura se fijó en 30 cm/min. La máquina de soldadura utilizada fue una EWM Alpha Q 551. El diámetro del hilo fue de 1,2 mm y se utilizó argón como gas de protección.

El modelo estadístico derivado se muestra en la Fig. 6 para la relación entre la presión ambiental, la corriente de soldadura, el voltaje de soldadura y la profundidad de penetración de la soldadura. El diseño experimental estadístico se muestra en la Tabla 4. La influencia de la presión ambiental en el aumento de la profundidad de soldadura es visible en la Fig. 6. A medida que aumenta la presión, aumenta la profundidad de soldadura. Sin embargo, el efecto no es tan pronunciado como con la aleación de aluminio presentada en 17. Estos resultados están respaldados por los hallazgos de Xue et al. presentado en 27. La máxima profundidad de soldadura se alcanza con tensiones y corrientes de soldadura elevadas.

Modelo estadístico para la penetración de soldadura para soldaduras de cordón en placa.

Estos resultados y hallazgos de estudios con aluminio17,28, un máximo local para la profundidad de soldadura en función del voltaje de soldadura y la corriente de soldadura, se pueden suponer y se formarán más allá del área de prueba que se muestra en la Fig. 7. La profundidad de soldadura se midió en secciones transversales tomadas 50 mm por detrás del inicio de la soldadura. En la Fig. 8 se muestra un ejemplo de una sección transversal para la medición.

Máximo local asumido en el modelo estadístico.

(a) Sección transversal 500A, 35 V, 16 bar. (b) Sección transversal 350 A 40 V 9 bar.

En este caso, debido al aumento de la presión ambiental, se produjo una geometría de la costura más en forma de dedo en comparación con las costuras de soldadura a presiones más bajas, Fig. 8. Además, la observación de los procesos de soldadura, los procesos de soldadura de alta energía con una mayor la presión ambiental y la forma de dedo en las secciones transversales muestran un arco enterrado, como lo describen Dutra et al.22 en su trabajo. Este arco enterrado también ha sido visto por observación visual. Un arco enterrado es un arco de soldadura que puede producirse por corrientes de soldadura superiores a 500 A29,30. Este arco arde debajo de la superficie de la pieza de wok (Fig. 6, compare29,30,31,32).

Este arco también conduce a una geometría de cordón más en forma de dedo y puede conducir al uso de ángulos más pequeños en la preparación de la costura de soldadura, lo que puede conducir a menos capas que necesitan soldarse para soldaduras de varias pasadas17. Para probar esto, se presentan en la Secc. "Junta a tope" El efecto observado del aumento de la densidad de energía en el arco, que en casos extremos conduce a un arco enterrado, en combinación con la teoría de Akselsen et al.16 de que el flujo del baño fundido tiene forma para producir una penetración más profunda, debería explicar los efectos descritos aquí y en la literatura. Baba et al. mostró que un arco enterrado puede reducir significativamente el número de pases de soldadura requeridos30. Debido a la constricción del arco por el aumento de la presión, el arco enterrado también puede ocurrir con corrientes por debajo de 500 A. La típica forma extendida hacia abajo del arco enterrado ya ocurre a 350 A y una presión de 8 bar, Fig. 8b.

La Figura 9 muestra una comparación directa entre dos cordones de soldadura que utilizan el mismo voltaje y corriente de soldadura y la misma velocidad de soldadura a diferentes presiones ambientales (2 bar y 16 bar). El cordón de soldadura bajo 2 bar es significativamente más ancho que el de 16 bar. Por otro lado, el comienzo de un cordón de soldadura en forma de dedo en todo el ancho del cordón de soldadura también se puede ver a 200 A. Como se muestra en la Fig. 9, esta característica en forma de dedo se vuelve más profunda con el aumento de la corriente de soldadura. Estos resultados muestran las mismas tendencias que la literatura. En particular, los resultados de Bunaziv et al. muestran una penetración significativamente mayor a presiones elevadas5.

Forma y microestructura de la soldadura para diferentes presiones ambientales.

Debido a la mayor profundidad de soldadura, que se muestra en la Fig. 8, y la aparición del efecto de arco enterrado, la observación con la cámara de alta velocidad conduce a imágenes no concluyentes, casi solo en negro. Por lo tanto, no se puede presentar el arco enterrado. En el caso de un arco enterrado, el arco de soldadura se quema debajo de la superficie del material base dentro del material, como se muestra en la Fig. 10.

Esquema de un arco enterrado.

Los cordones de soldadura muestran una microestructura de ferrita acicular típica del metal de aporte utilizado. Además, se forma ferrita de borde de grano para niveles de energía de unión más altos. La microestructura encontrada es típica para este tipo de metal de aporte26,33. Para niveles de energía más bajos, se puede anticipar una ligera disminución en el tamaño del grano, que también es un fenómeno típico para este tipo de relleno. Sin embargo, una determinación cuantitativa del tamaño de grano de las costuras de soldadura sigue sin ser concluyente. La Figura 11 muestra la sección transversal de dos soldaduras de baja energía bajo diferentes presiones ambientales. En la mitad inferior de la figura se puede ver la microestructura del metal de soldadura. En ambas figuras, se puede observar ferrita aciucular dentro de los antiguos límites de grano austenítico. Además, están presentes porciones de ferrita proeutectoide.

Microestructura. Lado izquierdo: 500A 30 V 2 bar, lado derecho: 500A 35 V 9 bar.

Azar et al. predijo un cambio en la microestructura para una mayor energía de soldadura y una mayor presión ambiental23. Esto está respaldado por los resultados. Las diferencias en la microestructura debidas a diferentes enfriamientos se muestran en procesos de soldadura de mayor energía, Fig. 11. En este caso, además de la ferrita acicular (AF), la ferrita límite de grano (GBF) se presenta a baja presión ambiental. Para el cambio de enfriamiento debido a una mayor presión ambiental, la ferrita del límite de grano muestra una microestructura que indica un enfriamiento más rápido. Esto indica una microestructura bainítica en forma de aguja en la ferrita del límite de grano. Esto está respaldado por las imágenes SEM del centro del metal de soldadura, Fig. 11. Dentro de la ferrita del límite de grano, las láminas de cementita son cada vez más visibles.

En resumen, se puede decir que la microestructura es la típica de este material de aporte y que apenas existen diferencias cuantificables entre los diferentes niveles de energía y presiones.

Los resultados para la caracterización de la microestructura coinciden con los de la dureza de las soldaduras. Para determinar la dureza del metal de soldadura, se colocó una serie de microdurezas (HV0.2) desde el metal base hasta el metal de soldadura, con 10 muescas hechas en el metal de soldadura. Los valores dados en la Tabla 4 son los valores medios de las 10 muescas en el metal de soldadura (ver Fig. 5). La figura 12 muestra el gráfico de contorno del modelo estadístico de dureza en función de la presión ambiental, la corriente de soldadura y el voltaje de soldadura. Con el aumento de la corriente de soldadura, la dureza disminuye, como se esperaba debido al aumento de la energía por unidad de longitud. Además, la Fig. 12 muestra que con el aumento de la presión ambiental, hay una ligera disminución de la dureza en el área de voltajes de soldadura más bajos (por debajo de 33 V). A voltajes de soldadura más altos (por encima de 33 V), hay un ligero aumento en la dureza. Para voltajes de soldadura más altos y presiones y/o corrientes más altas, la aparición de un arco enterrado conduce a un cambio en la disipación de energía en el material y se mejorará la eficiencia de la soldadura. Eso significa que la costura de soldadura se enfriará más lentamente y esto conduce a una menor dureza. Si ahora hay un arco enterrado a voltajes/corrientes más bajos, la eficiencia del arco disminuirá debido a la mayor cantidad de gas que participará en el proceso de disipación de energía. Además, existe un rango a voltajes de soldadura medios sin cambios en la dureza debido a la presión ambiental. De esto se puede concluir que es probable que un aumento en la presión ambiental cambie el tiempo de enfriamiento. Para voltajes de soldadura más bajos, este comportamiento está respaldado por los resultados de Azar et al. y Parshin et al. para voltajes más altos25,34.

Dureza del gráfico de contorno en función de la presión ambiental, la tensión de soldadura y la corriente de soldadura.

Para demostrar los efectos positivos de un entorno de proceso hiperbárico para la fabricación con soldadura, se unieron barras con un grosor de lámina de 15 mm fabricadas con S700MC con la ayuda de una placa de respaldo también fabricada con S700MC. Para aumentar la posible profundidad de soldadura más allá de la profundidad de soldadura seleccionada en el modelo estadístico, se seleccionó una preparación de costura en Y con un alma de 5 mm y un ángulo de apertura de 40°. Se establecieron como variables de proceso 35 V y 500 A (alimentación de alambre de 22,3 m/min). La Figura 13 muestra una sección transversal de la soldadura lograda a 2 bar. La ilustración también muestra esquemáticamente la preparación de la soldadura. La geometría y la forma de las soldaduras son comparables a todas las presiones ambientales, y se puede ver que la penetración en forma de dedo conduce a la viabilidad de una soldadura MSG de 15 mm de espesor de una sola capa, incluso a bajas presiones ambientales. También se utilizó argón como gas de protección para estas pruebas. Sin embargo, existen diferencias significativas en los tiempos de enfriamiento. La posibilidad de que un arco enterrado pueda contribuir a una reducción significativa del número de capas durante la soldadura ha sido demostrada por Baba et al., entre otros30. Además, han demostrado que también se puede reducir la preparación necesaria para la soldadura. La estabilización del arco enterrado a mayor presión que se muestra en los capítulos anteriores demuestra el potencial del proceso para la producción de soldadura, especialmente para su uso en el rango de corriente de soldadura por debajo de 500 A.

Junta a tope Espesor de 15 mm de la placa base Preparación del cordón de soldadura con ranura en Y (2 bar).

Para determinar los tiempos de enfriamiento, se colocaron termopares tipo K a una distancia de 3 mm a la izquierda y derecha de la preparación del cordón de soldadura al soldar las juntas a tope. Estaban ubicados en el medio de la longitud de soldadura a soldar.

La figura 14 muestra la dependencia de los tiempos t8/5 determinados de la presión ambiental. Además, en la Fig. 14 se muestra la energía correspondiente por unidad de longitud, que se determinó a partir de los valores promedio de la corriente de soldadura y el voltaje de soldadura, que también se registraron. La presión ambiental no influye en la energía por unidad de longitud. Por el contrario, el tiempo de enfriamiento muestra una clara influencia de la presión ambiental sobre el tiempo de enfriamiento. Las presiones ambientales más altas conducen a un aumento en el tiempo de enfriamiento, lo que significa que la soldadura se enfría más lentamente. Esto puede explicarse por un cambio en la eficiencia del arco. Para presiones ambientales más altas, la constricción del arco, que también conduce al efecto de arco enterrado, conduce a un aumento en la eficiencia del arco. Aquí, el punto central es el cambio en las condiciones de conducción de calor causado por la penetración más profunda. Esto es consistente con el modelo de dureza del cordón de soldadura, que muestra un ligero ablandamiento de la estructura del cordón de soldadura, lo que indica tiempos de enfriamiento más prolongados. Azar et al.25 han demostrado una influencia de una mayor presión en los tiempos de enfriamiento, pero sus tiempos de enfriamiento son relativamente rápidos de 2 s, lo cual es típico para aplicaciones subacuáticas. En este caso, los tiempos de enfriamiento mostrados están en el rango entre 10 y 20 s, lo cual es típico para la soldadura "normal" de este tipo de material base. Farrell también propuso una influencia en la eficiencia del arco para la soldadura TIG hiperbárica de aceros inoxidables dúplex en 19.

Tiempos de enfriamiento y energía de soldadura en función de la presión ambiental.

El trabajo presentado muestra que una mayor presión ambiental puede conducir a una característica de costura de soldadura más profunda y más parecida a un dedo, que se puede usar en un entorno no submarino para un ángulo reducido en la preparación de la costura de soldadura y un recuento de capas reducido debido a una profundidad más profunda. penetración de la soldadura. Además, se ha demostrado la dependencia de la entrada de energía del arco debido al cambio en la eficiencia del arco, pero esto debe investigarse más a fondo. Los resultados presentados están en línea con la literatura existente.

La posible reducción de los cordones de soldadura y la reducción de la preparación del cordón de soldadura se han mostrado de manera ejemplar para una unión de un solo cordón de una placa de 15 mm de espesor con una preparación del cordón de soldadura en forma de Y de 40° con 5 mm.

Además, se establecieron modelos estadísticos de dureza y penetración en función de los valores del proceso. El modelo estadístico derivado puede ayudar a identificar los valores de proceso necesarios del proceso de soldadura, incluida la presión ambiental para una profundidad de soldadura objetivo por capa.

Al estabilizar el arco enterrado a través del aumento de la presión ambiental, la cantidad de capas de soldadura requeridas para los componentes de paredes gruesas puede reducirse significativamente. Sin embargo, son necesarios más pasos de desarrollo para la implementación de la soldadura hiperbárica en componentes de paredes gruesas. Sin embargo, también se pudo demostrar que las presiones requeridas para estabilizar el arco enterrado son relativamente bajas y que, por lo tanto, debería ser posible implementar un concepto para aumentar localmente la presión sin una cámara.

Además de las investigaciones presentadas, se prevé el uso de una mezcla de 82% de argón y 18% de dióxido de carbono como gas de protección. También está pendiente la determinación de la influencia de la presión ambiental sobre la tenacidad y otras propiedades mecánicas. En este caso también está previsto un estudio detallado de la microestructura de las ZAT. Además, el próximo gran paso es el desarrollo de un soplete de soldadura hiperbárica fuera de la cámara para utilizar los efectos mostrados.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

Alajmi, EF & Alqenaei, AA Técnicas de soldadura submarina. IJERA 7, 14–17. https://doi.org/10.9790/9622-0702031417 (2017).

Artículo Google Académico

Surojo, E. et al. Desarrollos recientes en la soldadura submarina de material metálico. Estructura de procedimiento. Integrar 27, 14–21. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2020.07.003 (2020).

Artículo Google Académico

Ofem, UU Proceso de soldadura por arco asistido por láser para aplicaciones en aguas profundas hiperbáricas secas, Universidad de Cranfield.

Parshin, SG, Levchenko, AM & Maystro, AS Modelo metalúrgico de hidrógeno difusible e inclusiones de escoria no metálica en soldadura húmeda submarina de acero de alta resistencia. Metales 10, 1498. https://doi.org/10.3390/met10111498 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Bunaziv, I. et al. Soldadura hiperbárica en seco de acero HSLA hasta 35 bar de presión ambiente con modo arco CMT. En t. j adv. Fabricación Tecnología 105, 2659–2676. https://doi.org/10.1007/s00170-019-04511-6 (2019).

Artículo Google Académico

Fydrych, D. & Kozak, T. Investigación de propiedades de juntas soldadas bajo el agua. Adv. Mate. ciencia https://doi.org/10.2478/v10077-009-0016-y (2009).

Artículo Google Académico

Gyasi, EA Procesos de soldadura de metales para ambiente offshore: soldadura submarina. Universidad Tecnológica Lappeenranta-Lahti LUT (2019).

Łabanowski, J., Fydrych, D. & Rogalski, G. Soldadura submarina: una revisión. adv. mater ciencia https://doi.org/10.2478/v10077-008-0040-3 (2008).

Artículo Google Académico

Tang, D., Niu, H., Xue, L. et al. Estudio de soldadura submarina hiperbárica seca GMAW. en Actas de la 7.ª Conferencia Internacional sobre Ciencias e Ingeniería de Fabricación de 2017 (ICMSE 2017). Atlantis Press, París, Francia (2017).

Li, K. et al. Salpicaduras de gotas rebotadas en un proceso de soldadura por arco metálico con gas hiperbárico seco. En t. j adv. Fabricación Tecnología 74, 693–698. https://doi.org/10.1007/s00170-014-5990-5 (2014).

Artículo Google Académico

Chen, H. et al. Información sobre los efectos de la presión hidrostática en el contenido de hidrógeno difusible en juntas de soldadura húmeda utilizando el método de imágenes de rayos X in situ. En t. J. Energía de hidrógeno 45, 10219–10226. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.01.195 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Klett, J. et al. Efecto de la profundidad del agua sobre el contenido de hidrógeno en uniones soldadas en húmedo SMAW. SN Apl. ciencia https://doi.org/10.1007/s42452-020-3066-8 (2020).

Artículo Google Académico

Kong, X. et al. Medida y análisis del hidrógeno difusible en juntas de soldadura húmeda bajo el agua. Conferencia Web MATEC. 39, 3004. https://doi.org/10.1051/matecconf/20163903004 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Tomków, J. et al. Efecto del sistema de apantallamiento de la soldadura y el tiempo de almacenaje de los electrodos en el contenido de hidrógeno difundido en el metal depositado. REVMETAL 55, 140. https://doi.org/10.3989/revmetalm.140 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Gheonea, MC et al. Influencia de la corrosión marina en la rugosidad de las juntas de soldadura MAG submarinas hiperbáricas secas. Conferencia de la OIO. Ser. Mate. ciencia Ing. 968, 12009. https://doi.org/10.1088/1757-899X/968/1/012009 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Akselsen, OM, Hårsvæ, A., Fostervoll, H. et al. Perfiles de cordón de raíz en GTAW hiperbárico de tubería X70. En t. J. Ing polar marino. 16(2), S123–127 (2006).

Treutler, K. et al. Uso beneficioso de las condiciones del proceso hiperbárico para la soldadura de aleaciones de aluminio y cobre. Soldar. Mundo https://doi.org/10.1007/s40194-021-01088-1 (2021).

Artículo Google Académico

Hu, Y. et al. Microestructura, resistencia a la corrosión por picaduras y tenacidad al impacto de soldaduras de arco con núcleo de fundente hiperbáricas secas bajo el agua de acero inoxidable dúplex. Materiales (Basilea) https://doi.org/10.3390/ma10121443 (2017).

Artículo PubMed Central Google Académico

Farrell, J. Soldadura hiperbárica de tuberías de acero inoxidable dúplex en alta mar, Universidad de Cranfield.

Zhu, Q. et al. Estado de investigación y progreso de las tecnologías de soldadura para molibdeno y aleaciones de molibdeno. Metales 10, 279. https://doi.org/10.3390/met10020279 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Bunaziv, I., Olden, V. & Akselsen, OM Aspectos metalúrgicos en la soldadura de tuberías revestidas: una perspectiva global. aplicación ciencia 9, 3118. https://doi.org/10.3390/app9153118 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Dutra, JC et al. Proceso GMAW de alto rendimiento para aplicaciones de penetración profunda. Soldar. Mundo 64, 999–1009. https://doi.org/10.1007/s40194-020-00889-0 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Azar, AS, Fostervoll, H., Akselsen, OM Predicción de los ciclos térmicos en soldadura GMA hiperbárica seca utilizando ecuaciones diferenciales parciales de transferencia de calor. en Conferencia: 9ª Conferencia Internacional sobre Tendencias en Investigación de Soldadura Sociedad Americana de Metales.

Azar, AS, Ås, SK & Akselsen, OM Modelado analítico de la forma del cordón de soldadura en GMAW hiperbárico seco utilizando mezclas de gases de cámara Ar-He. J.Mater. Ing. Llevar a cabo. 22, 673–680. https://doi.org/10.1007/s11665-012-0331-z (2013).

Artículo CAS Google Académico

Azar, AS, Akselsen, OM, Fostervoll, H. Predicción de los ciclos térmicos en la soldadura GMA hiperbárica seca utilizando ecuaciones de transferencia de calor diferenciales parciales (2012).

Treutler, K. Soldadura de construcciones de marcos livianos: selección de materiales funcionales y modificación del material de relleno de soldadura, Biblioteca Universitaria de TU Clausthal (2019).

Xue, L. et al. Efectos de polaridad de soldadura en salpicaduras de soldadura y geometría de cordón de GMAW seco hiperbárico. Mentón. J. Mec. Ing. 29, 351–356. https://doi.org/10.3901/CJME.2015.1104.131 (2016).

Artículo Google Académico

Brechelt, S., Wiche, H., Treutler, K. et al. Soldadura hiperbárica de aleaciones de aluminio. en el 40º seminario de asistente tecnología de unión: informes DVS, volumen: 357, 1ª edición 2019, vol. 357. DVS Media GmbH, Düsseldorf (2019).

Perić, M. et al. Predicción numérica y validación experimental de distribuciones de tensión residual y temperatura en placas gruesas soldadas por arco enterrado. En t. J. Energía Res. 43, 3590–3600. https://doi.org/10.1002/er.4506 (2019).

Artículo Google Académico

Baba, H. et al. Unión de penetración total de una sola pasada para chapas de acero pesadas mediante el proceso GMA de alta corriente. Soldar. Mundo 61, 963–969. https://doi.org/10.1007/s40194-017-0464-7 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Baba, H. et al. Observación de la microestructura de una unión soldada por arco enterrado de alta corriente. QJ Japón Soldadura. Soc. 38, 11s-15s. https://doi.org/10.2207/qjjws.38.11s (2020).

Artículo Google Académico

Dreveck, NW y col. Influencia de las técnicas de empujar y tirar en el proceso GMAW de arco enterrado de alta velocidad. Soldag. En sp. https://doi.org/10.1590/0104-9224/si25.23 (2020).

Artículo Google Académico

Treutler, K. & Wesling, V. Uso de material de relleno modificado en la superficie de Ti para aumentar la resistencia de la unión de aceros de baja aleación y alta resistencia (HSLA) bajo diferentes tipos de carga. SN Apl. ciencia https://doi.org/10.1007/s42452-020-03884-8 (2020).

Artículo Google Académico

Parshin, S. & Levchenko, A. Soldadura en seco hiperbárica subacuática de oleoductos y gasoductos árticos de acero de alta resistencia. Conferencia de la OIO. Ser. Entorno terrestre. ciencia 539, 12159. https://doi.org/10.1088/1755-1315/539/1/012159 (2020).

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Descargar referencias

El trabajo presentado fue financiado por la Fundación Volkswagen "¡Experimento!" estructura.

Financiamiento de acceso abierto habilitado y organizado por Projekt DEAL.

Centro Clausthal de Tecnología de Materiales - Universidad de Tecnología Clausthal, Leibnizstr. 9, 38678, Clausthal-Zellerfeld, Alemania

K. Treutler y S. Brechelt

Instituto de Soldadura y Mecanizado - Universidad Tecnológica de Clausthal, Agricolastr. 2, 38678, Clausthal-Zellerfeld, Alemania

H. Wiche y V. Wesling

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El trabajo experimental para esta contribución fue realizado por SB y KT, supervisado por VW y HW. El acceso al financiamiento fue realizado por HW, VW y KT. La interpretación de los datos obtenidos fue realizada por KT, VW y HWKT escribieron el texto principal del manuscrito y KT y SB prepararon las figuras. Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a K. Treutler.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Treutler, K., Brechelt, S., Wiche, H. et al. Uso beneficioso de las condiciones del proceso hiperbárico en la soldadura de aceros de baja aleación y alta resistencia. Informe científico 12, 12434 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16184-5

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Recibido: 08 Octubre 2021

Aceptado: 06 julio 2022

Publicado: 20 julio 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-16184-5

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