Microestructura de materiales incompatibles cobre-acero inoxidable unidos por soldadura en estado sólido

Abstract

El trabajo tiene como objetivo establecer el comportamiento microestructural y la dureza, así como el tiempo de forja y la simulación por el método de elementos finitos (MEF) de una unión disímil entre la aleación de cobre Cu-DHP y el acero inoxidable AISI 316L por el proceso de soldadura por fricción rotativa. La junta se realiza con número de revoluciones de 1 200 r/min en barras de 12 mm de diámetro y 100 mm de longitud aproximadamente, la presión de soldadura aplicada es de 30 MPa. Las variables empleadas fueron el tiempo de soldadura, de forja y la presión. En el análisis de las microestructuras en la zona termomecánicamente afectada y la térmica afectada se determina que, existe la presencia de fase α (58,14 %) y β (57,91 %) y óxido de cobre (Cu2O) en el lado del Cu-DHP y en el AISI 316L, la fase austenítica equiaxial (78,68 %), con ferrita en la matriz. La dureza se incrementa desde 89,7 HV en el cobre y 217 HV en el AISI 316L hasta 250 HV en la ZTMA. Al determinar el porcentaje de error para el modelo, se ajusta a un 0,5 % para la temperatura. Se realiza la valoración económica y las incidencias en el medio ambiente.