Soldeo fuerte en horno de alto vacío de aleaciones base níquelinfluencia del material de aporte, geometría de unión y parámetros de soldeo en la calidad de la unión

Resumen

Esta tesis de investigación se ha enfocado hacia un objetivo claro, la consecución de uniones por soldeo fuerte en aleaciones base níquel endurecidas por precipitación y solución sólida, con unas características mecánicas y de resistencia a alta temperatura que permitan garantizar lacalidad de la unión y condiciones de servicio. El carácter innovador de la tesis radica en la asimilación y comprensión del conocimiento necesario para dominar esta tecnología de unión, conocimiento que se debe adquirir en base a un trabajo experimental en profundidad objetivo principal del presente trabajo. En este trabajo de investigación aplicada se realizará un estudio en profundidad del proceso de soldeo fuerte en alto vacío de aleaciones base níquel endurecidas por solución sólida Hastelloy B2 y C22, y superaleaciones base níquel endurecidas por solución sólida Nimonic n75 y por precipitación Nimonic N90, cuyo principal campo de aplicación son el sector químico y aeronáutico. Una primera fase de la investigación se centrará en el estudio de los principios que gobiernan el proceso de soldeo fuerte: método de calentamiento en horno de alto vacío, influencia de la limpieza y acabado superficial de las aleaciones en la capilaridad y posterior humectación del material de aporte, influencia de los ciclos térmicos de soldeo en la microestructura y propiedades de las aleaciones base níquel, materiales de aporte aplicables, normativa vigente, etc. Las conclusiones obtenidas en esta primera fase del trabajo permitirán seleccionar los materiales de aporte que mejor se adapten a los materiales base objeto de unión y método de calentamiento. Seleccionados los materiales de aporte, se procederá a la realización de un estudio de evaluación de capilaridad en el que se tendrán en cuenta los siguientes aspectos referentes al material de aporte: intervalos de fusión, capilaridad superficial, humectación de la superficie del material base, posibles fenómenos de licuación-erosión, difusión, etc. Finalmente, se evaluará la influencia de los diferentes parámetros de soldeo sobre los constituyentes microestructurales de la unión soldada, relacionando la microestructura de la unión con sus propiedades mecánicas al objeto de definir las condiciones óptimas de soldeo para cada aleación. Se caracterizará la micorestructura de las diferentes fases y posibles compuestos inter-metálicos presentes en la unión generada aplicando técnicas de caracterización metalográfica, como microscopía electrónica de barrido o difracción de electrones retrodispersados (EBSD). Dentro de este estudio, se establecerá la relación existente entre el tiempo a temperatura de soldeo y la difusión de elementos del material base al material de aporte y del material de aporte al material base. El estudio metalúrgico, la elección del material de aporte y el estudio de los efectos que provocan en ellas los diferentes ciclo del proceso de soldeo fuerte en horno de alto vacío (temperatura de soldeo, tiempos de ciclo, etc.), aportarán los conocimientos necesarios para alcanzar con éxito el objetivo principal planteado.