Equivalente de carbono en componentes de acero soldados con LIBS

El acero es una aleación de hierro y carbono. La Organización Mundial del Acero define el acero más específicamente como que contiene menos del 2% de carbono y 1% de manganeso y pequeñas cantidades de silicio, fósforo, azufre y oxígeno. Cambiar la cantidad de carbono puede cambiar las propiedades del acero, haciéndolo más o menos fuerte, duro, dúctil o maleable.

La soldabilidad de un acero está influenciada principalmente por su contenido de carbono. Además, la contribución de otros elementos como el manganeso , cromo, molibdeno , vanadio, cobre , níquel y silicio dentro de la composición del acero también tiene un efecto sobre su equivalencia de carbono (CE). Estos elementos adicionales realmente pueden sumarse en los aceros de horno de arco eléctrico alimentados con chatarra que ahora predomina en nuestro mercado y se transfieren al producto terminado.

Las fórmulas equivalentes de carbono (CE) se desarrollaron para asignar un valor numérico para una composición de acero dada que indica un contenido de carbono que contribuiría a un nivel equivalente de templabilidad para ese acero. Aún más, las fórmulas equivalentes de carbono (CE) representan la contribución de la composición de los materiales a la susceptibilidad de craqueo en frío (craqueo de hidrógeno) del acero.

En la soldadura, los cálculos de carbono equivalente (CE) se utilizan para predecir la templabilidad de la zona afectada por el calor (HAZ). Al comprender las diferencias en la química a través del cálculo de equivalencia de carbono, se puede determinar si las propiedades de dos materiales que se unen a través de un componente de metal de relleno son compatibles para el proceso o al seleccionar la especificación de procedimiento de soldadura (WPS) adecuada al realizar reparaciones de soldadura.

Si los componentes son muy diferentes o si el equivalente de carbono (CE) se acerca a un valor indeseable más alto (como se ve en la tabla a continuación), pueden ser necesarias precauciones especiales antes y durante la soldadura, como el tratamiento térmico prescriptivo , el uso de electrodos bajos en hidrógeno, y controlando la entrada de calor. Muchas de estas pautas se publican en las normas NACE (anteriormente Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión) NACE MR0175 / ISO 15156 y NACE MR0103 / ISO 17945 destinadas a aplicaciones en alta mar, petroquímicas y de gas natural donde los aceros al carbono en presencia de sulfuro de hidrógeno (H2S, servicio agrio) son susceptibles al agrietamiento por estrés con sulfuro (SSC) o al agrietamiento por estrés por hidrógeno (HSC).

Hay dos ecuaciones de uso común para expresar el equivalente de carbono (CE); Instituto Internacional de Soldadura (IIW) y American Welding Society (AWS).

CE-IIW = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15
CE-AWS = C + (Mn + Si / 6) + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15

La tecnología LIBS (espectroscopía de descomposición inducida por láser) se puede utilizar para ayudar a capturar de forma precisa y repetida el contenido de carbono, así como para calcular automáticamente la equivalencia de utilizar una fórmula prescrita a través de la característica de pseudo elemento. Un analizador portátil LIBS Dispara ONU láser Pulsado a la Muestra Que vaporiza el párrafo material de Formar ONU plasma en LA SUPERFICIE estafadores ~ 200 pulsos POR lectura. Los electrones excitados regresan al estado fundamental en átomos e iones, emitiendo luz que es recogida por los espectrómetros a bordo. El software y las calibraciones del instrumento comparan las longitudes de onda y la intensidad de las líneas espectrales para cuantificar las concentraciones de elementos, y el uso de una fórmula prescrita a través de una característica de pseudo elemento permite el cálculo automático de la equivalencia de carbono .

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Nota del editor: el jueves 12 de noviembre es el Día Mundial de la Calidad , un evento anual que se celebra el segundo jueves de noviembre para reconocer las contribuciones de profesionales de calidad en todo el mundo. Varias fuentes informan que fue iniciado por The Chartered Quality Institute (CQI), un organismo profesional global que promueve la práctica de gestión de calidad en todos los sectores.