1 ENERGÍA AL IMPACTO EN SOLDADURA DE ALUMINIO 7075-T651, EMPLEANDO PÉNDULO INSTRUMENTADOD. Martinez(1), R.R. Ambriz(1), F.F. Curiel(2), D. Jaramillo(1) (1)Instituto Politécnico Nacional CIITEC-IPN, Cerrada de Cecati S/N Col. Sta. Catarina C.P 02250, Azcapotzalco, DF, México (2) Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIEM), Centro de Investigación e Innovación en Ingeniería Aeronáutica (CIIIA), Aeropuerto Internacional del Norte. Carr. Salinas Victoria Km. 23, Apodaca, N.L. México. Correo Electrónico (autor de contacto): El presente trabajo reporta los resultados sobre la capacidad de absorción de energía al impacto en soldadura de una aleación 7075-T651, empleando un péndulo instrumentado. A partir de los gráficos de fuerza en función del tiempo, se determinó la energía a la fractura en material base, zona afectada térmicamente (ZAT) y zona de fusión. El material base en dirección longitudinal y transversal a la laminación, presenta un comportamiento frágil, la energía a la fractura es aproximadamente 5 J. La zona de fusión exhibe un comportamiento dúctil-frágil, con una energía a la fractura menor a 6 J. La transformación microestructural de precipitados finos h’ a precipitados burdos h en la ZAT, promueve el comportamiento dúctil e incrementa la energía a la fractura (~ 30 J) con respecto al material base. Finalmente, se analizaron las diferentes zonas de la unión soldada, en términos de la expansión lateral y superficies de fractura. This work reports the results about energy absorption capacity after impact in welds of 7075-T651 aluminum alloy employing an instrumented pendulum. From load versus time curves, the fracture energy after impact in base metal, heat affected zone (HAZ) and fusion zone was quantified. A brittle behavior was observed for base metal in transverse and longitudinal to rolling direction, the fracture energy was roughly 5 J. Instead, the load versus time curves for the fusion zone exhibit a ductile-brittle behavior, the energy needed to fracture was lower than 6 J. However, the microstructural transformation from fine precipitates h’ to coarse precipitates h in the HAZ, promotes a ductile behavior with an increment of the fracture energy (~ 30 J). Finally, the different zones of the welded joint were analyzed in terms of lateral expansion and fracture surfaces characteristics. Resumen Experimentación Digitalización de señal (LabVIEW) Adquisición de datos Cuchilla calibrada y montada en péndulo Abstract Condiciones de Ensayo Péndulo Charpy/Izod Velocidad al impacto ~5.5 m s-1 Energía de impacto ~300 J Energía absorbida Resultados Aleación 7075-T651 (Al-Zn-Mg) Material smax (MPa) s0.2 (MPa) E (GPa) e (%) HVN tmax sf KIC (MPa m1/2) 7075-T651 572 503 72 11 177 331 159 27.5 Evolución fuerza-tiempo promedio Propiedades mecánicas a 24 °C. Algunas Aplicaciones Estructuras de vagones de ferrocarril Partes estructurales y componentes de automóviles Aeronáutica (alas de avión y estructura principal) Autotanques, recipientes a presión, etc… Evolución fuerza-tiempo durante el impacto, a) metal base (transversal), b) metal base (longitudinal), c) soldadura y d) ZAT Soldadura por fusión a) d) b) c) Probetas fracturadas, a) metal base (transversal), b) metal base (longitudinal), c) soldadura y d) ZAT Macro y microestructura Descenso en propiedades mecánicas Experimentación a) b) c) Condiciones de Soldadura: Proceso GMAW, junta en doble V Argón alta pureza como protección Transferencia metálica por spray ( A) Calor de aporte = 725 J mm-1 (Tres cordones) 1.2 mm d) Preparación de junta y placa soldada Superficies de fractura, a) metal base (transversal), b) metal base (longitudinal), c) soldadura y d) ZAT Avance fuente de calor Simulación por elemento finito Condición Tiempo fractura (ms) Desplazamiento (mm) Área de corte (%) Expansión Lateral Total Energía a la fractura (J) Material base transversal 0.22 1.23 11.5 0.38 4.3 Material base longitudinal 0.24 1.32 35.3 0.17 6.1 Zona de fusión 0.86 4.81 42.0 0.65 5.8 ZAT 2.21 12.4 100 0.72 28.0 Probetas Charpy 55×10×10 mm3 (ASTM E23) Microdureza para identificar zonas Conclusión La instrumentación de un péndulo Charpy mediante un arreglo de galgas extensométricas conectadas en un puente completo de Wheatstone, permite la correcta cuantificación de la energía al impacto de las diferentes zonas de la unión soldada de una aleación de aluminio 7075-T651. Se ha observado que tanto el metal base y la zona de fusión presentan un comportamiento frágil y una limitada capacidad de absorción de energía. Sin embargo, el efecto térmico del proceso de soldadura en la zona afectada térmicamente que ocasiona una transformación microestructural de precipitados h’ a h incrementa en casi 5 veces la energía a la fractura, debido a un comportamiento dúctil. Prensa hidráulica Ubicación de sensores de deformación (puente de Wheatstone) Calibración mediante prensa hidráulica