Foro Docente del Área Mecánica de las Ingenierías, VIII Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica - III Congreso Argentino de Ingeniería Ferroviaria

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Propiedades mecánicas de componentes de acero estructural obtenidos por Manufactura Aditiva por Arco Eléctrico con Alambre (WAAM)
Alejandro Oscar Miranda, Hernan Gabriel Svoboda

Última modificación: 01-08-2023

Resumen


La manufactura aditiva en metales (MAM) es una novedosa tecnología emergente que está impactando fuertemente en el diseño y fabricación de componentes estructurales, en los cuales las propiedades mecánicas son el aspecto controlante. Dichas propiedades quedarán definidas por el nivel de defectos, la evolución microestructural y eventualmente otras características como las tensiones residuales. La homogeneidad e isotropía son aspectos que suelen cuestionarse en estos productos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar las propiedades mecánicas, analizando dichas isotropía y homogeneidad en aceros estructurales obtenidos por la técnica WAAM. A este fin se obtuvo una probeta de 160x80x15 mm empleando el proceso Gas Tungsten Arc Welding Pulsed (GTAW-Pulsado) con un alambre frío del tipo ER-70S6 de 1,2 mm de diámetro. De la misma se extrajeron cortes transversales para caracterización microstructural y determinación de perfiles de microdureza Vickers. Asimismo, se extrajeron probetas para ensayos de tracción y del tipo Small Punch Test (SPT) de diferentes zonas y orientaciones. No se detectaron defectos superficiales ni internos macroscópicos. Se observó una estructura ferrítica con carburos, típica de este tipo de depósitos. La microdureza se mantuvo uniforme en la altura (145-165 HV) aumentando en la última capa (190 HV), debido a que la misma no fue recalentada por capas posteriores. Los valores obtenidos de los ensayos de tracción fueron similares (suts= 510-550 MPa, ef= 35,4-42 %) para las distintas posiciones y orientaciones, lo que indicaría una buena homogeneidad e isotropía en relación a estas propiedades. Resultados semejantes se obtuvieron de los ensayos de SPT, a partir de los cuales también se pudieron validar las expresiones para estimación de las propiedades en tracción. Asimismo, se estimó la tenacidad a la fractura. La técnica de WAAM para acero estructural presentó excelentes resultados en cuanto a propiedades mecánicas, las cuales fueron uniformes en el componente.


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