Vínculo de la Composición de Recubrimientos SAW con la Composición de Fundentes Obtenidos con Escoria de Acería y Cenizas de Cascarilla del Arroz

Palabras clave: desgaste abrasivo, escorias de acería, fundente para SAW, recargue duro

Resumen

El recargue por soldadura con arco sumergido (SAW, según sus siglas en inglés) se aplica con frecuencia en piezas que trabajan en condiciones de desgaste abrasivo. Los fundentes comerciales que se utilizan son obtenidos a partir de minerales naturales. El objetivo del presente trabajo fue establecer los vínculos entre la composición química de la aleación depositada por SAW y la composición del fundente, elaborado a base de escoria de afino del acero con adición de cenizas de cascarilla del arroz. Se elaboraron fundentes por peletización con base en un diseño de tipo McLean-Anderson. Con los fundentes experimentales se obtuvieron depósitos, que fueron caracterizados químicamente. Se obtuvieron modelos de la composición de los elementos en el metal depositado en función de la composición del fundente y fue realizado un proceso de optimización. Se concluye, que los contenidos de los elementos en el metal depositado muestran una dependencia cuadrática, siendo el contenido de carbono (C) gobernado por el de grafito en el fundente, mientras los contenidos de cromo (Cr), manganeso (Mn) y silicio (Si) son gobernados por el contenido de FeCrMn.

Biografía del autor/a

Rodolfo Najarro Quintero, Universidad Técnica de Cotopaxi-La Maná

Profesor Auxiliar e Investigador de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Técnica de Cotopaxi-La Maná. Graduado de Ingeniero Mecánico por la Universidad Tecnológica de La Habana, Cuba. Master en Ciencias por la Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Realiza su trabajo de doctorado por el Programa Doctoral de Ingeniería Mecánica de la Universidad Central “Martha Abreu” de Las Villas. Investiga en el campo de desarrollo de consumibles para el recargue por soldadura para enfrentamiento al desgaste. Ostenta un Premio de la Academia de Ciencias de Cuba. Ha sido tutor de varias Tesis de Grado. Ha liderado proyectos de investigación científica y extensión y ha ocupado cargos de responsabilidades académicas.

Amado Cruz-Crespo, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Profesor Titular e Investigador del Centro de Investigaciones de Soldadura de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV). Ingeniero Metalúrgico Ferroso y Master of Science por el Instituto de Acero y Aleaciones de Moscú, Rusia. Master en Ingeniería Mecánica “Mención Soldadura” por la UCLV. Doctor en Ciencias Técnicas por el Instituto Minero-Metalúrgico de Moa, Cuba. Ha realizado varias estancias posdoctorales en Brasil y ha sido Profesor Visitante en Universidades de Nicaragua, Chile y Brasil. Es Miembro Permanente del Tribunal de Doctorado en Ciencias Técnicas para la Especialidad de Metalurgia. Es Secretario Ejecutivo del Programa Territorial de Industrias del Ministerio de Ciencias, Tecnología y Medio Ambiente de Villa Clara, Cuba. Ha sido tutor de varias tesis de doctorado y maestría vinculadas al desarrollo de ferroaleaciones y consumibles para soldadura y recargue, al desarrollo de aleaciones y a estudios de soldabilidad de aceros para blindaje. Ha liderado varios proyectos de investigación. Es autor de varias patentes de invención. Ostenta varios premios, entre ellos cinco Anuales de la Academia de Ciencias de Cuba. Imparte docencia en Ciencia de los Materiales, Metalurgia de la Soldadura y Tribología. Es director del Centro de Investigaciones de Soldadura de la UCLV

Lorenzo Perdomo González, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Investigador Titular del Centro de Investigaciones de Soldadura de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV). Graduado de Ingeniero Químico y de Master por la UCLV. Doctor en Ciencias Técnicas por el Instituto Minero-Metalúrgico de Moa, Cuba. Ha realizado varias estancias posdoctorales en Brasil. Es Miembro Permanente del Tribunal de Doctorado en Ciencias Técnicas para la Especialidad de Metalurgia. Ha sido tutor de varias tesis de doctorado, de maestría y de grado, vinculadas al desarrollo de ferroaleaciones y consumibles para el recargue. Es autor de varias patentes de invención. Ha liderado varios proyectos de investigación y de transferencia de tecnología a la industria. Ostenta varios premios, entre ellos cinco Premios Anuales de la Academia de Ciencias de Cuba. Imparte docencia de pregrado y postgrado en Enfrentamiento a la Corrosión y Tribología.

Alejandro Duffus Scott, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Profesor Titular del Centro de Investigaciones de Soldadura de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV). Graduado de Licenciado en Física por la Universidad de La Habana. Doctor en Ciencias Técnicas por el Instituto Politécnico de Kiev. Ha realizado varias estancias posdoctorales en Brasil y ha sido Profesor Visitante de varias universidades de México, Nicaragua, Colombia y Venezuela. Es Miembro Permanente del Tribunal de Doctorado en Ciencias Técnicas para la Especialidad de Ingeniería Mecánica. Ha sido tutor de varias tesis de doctorado, de maestría y de grado vinculadas al Análisis de Fallas y la caracterización de uniones soldadas y estructuras metálicas. Ha liderado varios proyectos de investigación y de transferencia de tecnología a la industria y ha dirigido la Línea de Investigación de Materiales en la UCLV. Ostenta Premios Anuales de la Academia de Ciencias de Cuba, es Profesor Consultante y Profesor Emérito de la UCLV. Imparte docencia de pregrado y postgrado en Ciencia e Ingeniería de Materiales, Mecánica de la Fractura y Tecnologías Predictivas y de Diagnostico. Ha desempeñado varias responsabilidades académicas, entre ellas, Jefe de departamento de Física y Director del Centro de Investigaciones de Soldadura

Geannys Almeida Espinosa, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Estudiante de Maestría del Centro de Investigaciones de Soldadura de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV). Graduada de Ingeniera en Metalurgia y Materiales por la Universidad de Moa, Cuba. Se desempeña como ingeniera en el departamento Técnico de la Empresa Planta Mecánica “Fabrig Aguilar Noriega” de Santa Clara, Cuba. Realiza su trabajo de maestría vinculado al desarrollo de un consumible para enfrentamiento al desgaste por soldadura

Marioxy Janeth Morales Torres, Universidad Técnica de Cotopaxi-La Maná

Profesora e Investigadora de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Técnica de Cotopaxi-La Maná. Graduada de Doctora en Ciencias de la Educación por la Universidad Bicentenaria de Aragua, Venezuela. Magister Scientiae en Ingeniería de Control y Automatización por la Universidad de Los Andes Venezuela. Es autora de varios artículos científicos en revistas de alto impacto. Investiga en temas vinculados a la caracterización de materiales. Imparte docencia en la Carrera de Ingeniería Electromecánica en el área de Térmica. Ha sido tutora de varias Tesis de Grado. Ha liderado proyectos de investigación científica y extensión y ha ocupado cargos de responsabilidades académicas.

Citas

Albertin, E., Neto, F. B., Teixeira, I. O. (2011). Adequação da composição química e do tratamento térmico de ferros fundidos de alto cromo utilizando termodinâmica computacional. Tecnol. Metal. Mater. Miner., 8(4), 223-229.

AWS A 5.13. (2010). Specification for surfacing electrodes for shielded metal arc welding. Miami: American Welding Society.

AWS A5.17. (2001) Specification for carbon steel electrodes and fluxes for Submerged Metal Arc Welding. Miami: American Welding Society.

Becerra, M. B., Zitzumbo, R., Domínguez J., García, J. L., Alonso, S. (2014). Use of the desirability function to optimize a vulcanized product. Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia, 37(1), 85-94.

Cruz-Crespo, A., Quintana-Puchol, R., García, L. L., Perdomo, L., Jiménez, G., Gómez, C. R., Alguacil, F. J., Cores, A. (2005). Empleo de escorias de soldadura del sistema MnO-SiO2 para la obtención de un nuevo fundente aglomerado aleado. Rev. Metal., 41(1), 3-11.

Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L., Fernández, R., Scotti, A. (2017). Composición química y microestructura del metal depositado con fundentes obtenidos con empleo de escorias del sistema MnO-SiO2-CaO”. CentroAzucar, 44(3), 43-52.

Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L., Quintana-Pucho, R., Scotti, A. (2019). Fundente para recargue por soldadura con arco sumergido a partir de ferrocromo-manganeso y escoria de la reducción simultánea de cromita y pirolusita. Soldagem & Inspeção, 24, 1-10.

Gulenç, B., Kahraman, N. (2003). Wear behaviour of bulldozer rollers welded using a submerged arc welding process. Materials and Design, 24, 537–542.

Jarre, C. M., Puig, R. A., Zamora-Ledezma C., Zamora-Ledezma, E. (2021). Caracterización preliminar de la ceniza de cáscara de arroz de la provincia Manabí, Ecuador, para su empleo en hormigones. Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia, 44(1), 44-50.

John J. Coronado, J. J., Caicedo H. F., Gómez, A. L. (2009). The effects of welding processes on abrasive wear resistance for hardfacing deposits. Tribology International, 42, 745-749.

Kobe, S. (2007). Types of wear and suitable hardfacing filler metals. Kobelco Welding Today, 10(3), 3-7.

Mendez, P. F., Barnes, N., Bell, K., Borle, S. D., Gajapathi, S. S., Guest, S. D., Izadi, H., Gol, A. K., Wood, G. (2014). Welding processes for wear resistant overlays. Journal of Manufacturing Processes, 16, 4-25.

Najarro-Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L., Ramírez-Torres, J., Orbea-Jiménez M. (2018a). Empleo de escorias de horno cuchara y de cenizas de paja de arroz como componentes de un fundente para recargue por soldadura. Minería y Geología, 34(3), 331-344.

Najarro-Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L., Ramírez-Torres, J., López R. (2018b). Potencialidades de las escorias de afino del acero en la obtención de un fundente para recargue por soldadura. CentroAzucar, 45(4), 32-40.

Perdomo-González, L., Quintana-Puchol, R., Cruz-Crespo, A., Gómez-Pérez, C. R. (2017). Obtaining of components of fluxes for submerged arc welding from the carbothermic reduction of chromite refractory. Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia, 40(1), 42-51.

Potapov, N. N. (1989). Materiales para soldar: Gases protectores y fundentes. Moscú: Mashinoestroenie.
Quintana, R., Cruz, A., Perdomo, L., Castellanos, G., García, L. L., Formoso, A., Cores A. (2003). Eficiencia de la transferencia de elementos aleantes en fundentes durante el proceso de soldadura automática por arco sumergido. Rev. Metal., 39(1), 25-34.

Shan-Ping, L., Oh-Yang, K., Tae-Bum, K., Kwon-Hu, K. (2004). Microstructure and wear property of Fe–Mn–Cr–Mo–V alloy cladding by submerged arc welding. Journal of Materials Processing Technology, 147, 191-196.

Singh, K., Pandey, S. (2009). Recycling of slag to act as a flux in submerged arc welding. Resources, Conservation and Recycling, 53, 552-558.

Tusek, J., Suban, M. (2003). High-productivity multiple-wire submerged-arc welding and cladding with metal-powder addition. Journal of Materials Processing Technology, 133, 207-213.
Publicado
2021-04-30
Cómo citar
Najarro Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Perdomo González, L., Duffus Scott, A., Almeida Espinosa, G. y Morales Torres, M. J. (2021) «Vínculo de la Composición de Recubrimientos SAW con la Composición de Fundentes Obtenidos con Escoria de Acería y Cenizas de Cascarilla del Arroz», Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia, 44(2), pp. 117-126. doi: 10.22209/rt.v44n2a06.
Sección
Artículos de Investigación