procesos y usos del acero
Los puntos de soldadura están formados por un botón y
un núcleo de soldadura. El botón representa la huella que
imprimen los electrodos en la lámina como lo muestra la
Figura 2 y el núcleo es la zona de fusión donde se unen
las piezas, Figura 3. Para que los puntos de soldadura
sean aceptables deben cumplir criterios de evaluación
(5)(6). Para los botones el diámetro “D” será igual al promedio de la medición de los diámetros DB1 y DB2 como
se muestra en la Figura 2 y no deberán presentar grietas
ni porosidades. Los parámetros de medición en los núcleos se presentan en la Figura 3. Los núcleos deberán
mostrar una penetración mínima (H1,H2) del 20% del espesor de la lámina (t) donde el porcentaje de penetración
es %H=(H/t)*100, el diámetro mínimo requerido deberá
ser de 5.6 mm, la indentación de la superficie (C1,C2) no
debe exceder al 30% de t donde el porcentaje de indentación %I=(C/t)*100, finalmente los núcleos no deben
presentar grietas ni porosidades.
Fig. 2. Botón de soldadura.
Se efectuaron pruebas mecánicas de tensión en ángulos
de 0°, 45° y 90° con respecto a la dirección de laminación. En la Tabla 3 se presentan los resultados del ensayo
de tensión y su representación gráfica en la Figura 6. Se
observa que el material muestra un alto valor de resistencia a la cedencia, así como también una alta elongación.
El material presenta propiedades mecánicas de un acero
Fase Compleja-Alta Resistencia Avanzado según la clasificación de la SAE en la especificación J2340 para hojas de acero de uso automotriz [3].
Tabla 3. Propiedades mecánicas del ensayo de tensión
Ang. Resp. Dirección Laminación
0°
45°
90°
Esfuerzo cedencia (MPa)
377.8
434.4
455.8
Esfuerzo último de tensión (MPa)
651.6
657.1
687.4
Elongación (%)
20.95
21.01
16.02
Fig. 3. Núcleo de soldadura.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La composición química del metal base es 0.076% de
C, 1.26% de Mn, 0.52% de Cr, 0.13% de Mo, 0.031%
de Al, 0.025% de Nb y 0.0018% de Ti. La adición de
Nb se efectuó para controlar el tamaño de grano perlítico. El acero tiene un espesor promedio de 1.828 mm,
una dureza Vickers (HV) de 190 y una dureza Rockwell
B (HRB) de 90. La Figura 4 muestra la microestructura
del metal base. Se efectuó un análisis en el SEM mostrado en la Figura 5 y se encontró que la matriz de ferrita
contiene partículas dispersas de Cr y Mn, así como también la formación de bandas de las mismas alineadas en
la dirección de laminación y con una concentración hacia
el centro de la lámina, lo cual puede haber sido causado
por el mismo proceso de laminación y el posterior enfriamiento del metal.
Fig. 6. Gráfica Esfuerzo-Deformación del acero termogalvanizado.
Se obtuvo un análisis de la composición química de las
capas del recubrimiento la cual se muestra en la Tabla 4.
En la Tabla 5 se presentan los porcentajes de Fe y Zn en
cada una de las fases del recubrimiento mismas que se
observan en la Figura 7, donde se puede apreciar que
la fase Γ es muy pequeña en comparación con la fase δ
y que los cristales de la fase ζ son discontinuos a lo largo del recubrimiento. Esta discontinuidad en el recubrimiento y la fragilidad de la fase ζ pueden ocasionar que
el recubrimiento se desprenda con facilidad y que exista
adherencia al electrodo en el proceso de soldadura.
Tabla 4.
Composición química del recubrimiento (%).
Fe
Pb
Al
Sb
Zn
10.48
0.0047
0.3249
0.0356
Bal.
Tabla 5.
Fe y Zn en el recubrimiento (%).
Fase
26 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Fig. 5. Metal base, SEM.
Delta δ
Gama Γ
Fe
Fig. 4. Metal base, MO, Nital 2%.
Zeta ζ
6.56
9.34
90.66
Zn
93.44
25.69
74.31