Effect of buttering in mechanical properties of dissimilar metal weld joints for reinforcement bars in concrete structures
Abstract
Effect of buttering in mechanical properties of dissimilar metal weld joints for reinforcement bars in concrete structures
ABSTRACT
In this work, the influence of Inconel 182 as buttering material in the mechanical properties of dissimilar metal welds between plain carbon steel and stainless steel bars welded using SMAW has been investigated using microstructural analysis, Vickers microhardness testing, and tensile tests. Welding with SMAW process is commonly applied in field welding of concrete structures; therefore this process was selected for this work. The results indicated that even if the joints contain defects generated by the welder, the mechanical properties of dissimilar welded joint without buttering are higher than the properties of joints with buttering. This methodology is proposed for the rehabilitation of concrete structures with steel bars as reinforcements, which are located in marine enviroments. Â
Keywords: buttering, dissimilar metal weld joints; mechanical properties; microstructure; defects.
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fecto del mantequillado en las propiedades mecánicas de uniones soldadas disÃmiles en barras de refuerzo para estructuras de concreto
RESUMEN
En este trabajo se ha investigado la influencia de utilizar Inconel 182 como material de “mantequillado†en las propiedades mecánicas de uniones disimiles acero al carbono-inoxidable manufacturadas por soldadura con electrodo recubierto. Para ello se han empleado las siguientes técnicas: análisis microestructural, ensayos de microdureza Vickers y ensayos mecánicos de tensión. Se ha empleado el proceso de soldadura con electrodo recubierto por que es el más común en la soldadura de campo para la construcción. Los resultados demuestran que aun cuando las uniones disimiles sin “mantequillado†presentan defectos, sus propiedades mecánicas son superiores a las de las uniones soldadas con “mantequilladoâ€. Esta metodologÃa es propuesta para la rehabilitación de estructuras de concreto para ambiente marino con barras de acero como refuerzos.
Palabras clave: mantequillado; uniones soldadas con materiales disimiles; propiedades mecánicas; microestructura; defectos.
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Efeito da introdução de um terceiro material sobre as propriedades mecânicas das juntas soldadas entre aço carbono e aço inox, em barras de aço para estruturas de concreto
RESUMO
Este artigo investiga a influência da utilização de Inconel 182 como um terceiro material, nas propriedades mecânicas de diferentes aços inoxidáveis soldados a aços carbono com uso de eletrodo revestido. Para tanto foram usados os seguintes métodos: análise microestrutural, ensaios de microdureza Vickers e ensaios mecânicos de tensão. Tem sido empregado o processo de solda com eletrodo revestido, porque é o mais comum no campo de solda para a construção. Os resultados mostram que quando as uniões são realizadas sem esse terceiro material, as propriedades mecânicas são superiores à s das juntas soldadas com auxÃlio do Inconel 182. Esta metodologia, ora criticada, tem sido proposta para a reabilitação de estruturas de concreto em ambiente marinho, com uso de barras de aço inox como reforços.
Palavras-chave: juntas soldadas com materiais diferentes; propriedades mecânicas; microestrutura; defeitos.
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References
ASTM A615 / A615M – (2016) “Especificación Normalizada para Barras de Acero al Carbono Lisas y Corrugadas para Refuerzo de Concretoâ€. (In english).
ASTM A706/A706M (2016) “Especificación Normalizada para Barras de Acero de Baja Aleación Lisas y Corrugadas para Refuerzo de Concretoâ€. (In english).
ASTM E384 (2016) “Método de prueba estándar para dureza de materiales por microindentaciónâ€. (In english).
ASTM E8 / E8M (2015) “Método de prueba estándar para ensayos de tensión en materiales metálicosâ€. (In english).
ASTM E3 (2011) “GuÃa estandarizada para preparación de muestras metalográficasâ€. (In english).
ASTM E340 (2015) “Practica estandarizada para macroataque de metales y sus aleacionesâ€. (In english).
AWS, H. (2005). D1. 4/D1. 4M- “Código para soldadura en refuerzo de estructurasâ€. (In english) Sociedad Americana de Soldadura.
Balakrishnan, M., Balasubramanian, V., Reddy, G. M., & Sivakumar, K. (2011). “Efecto del enmantequillado y recubrimiento duro en el desempeño balÃstico de la unión soldada de armaduras de aceroâ€. (In english). Materials & Design; 32(2), pp. 469-479.
Cunat J. P. (2004). “Elementos aleantes en acero inoxidable y otras aleaciones que contienen Cromoâ€. (In english). Euroinox, p7.
Doddy, T. (1992). “Zonas de mezclas intermedias en soldaduras de metales disÃmiles para servicio amargoâ€. (In english). Welding Journal, 71, pp. 55-60.
Evans R.M. (1962). “Uniendo aleaciones base NÃquelâ€. (In english) DMIC report 181, battelle memorial institute, Columbus 1, Ohio.
Fuentes, A. L. G., Centeno, L., GarcÃa, R. D. S., & Del Rosario, A. V. (2011). “Metalurgia de uniones soldadas de aceros disÃmiles (ASTM A240–A537) y comportamiento mecánico bajo cargas cÃclicas y monotónicasâ€. (In english). Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, pp.36-48.
Hernández-Castañeda O; Mendoza-Escobedo C.J; (2006), “Durabilidad e infraestructura: retos e impacto socioeconómicoâ€, IngenierÃa Investigación y TecnologÃa, VII.1 pp. 58.
Istrati, G. (1961). “Manual de los aceros inoxidablesâ€. LibrerÃa Editorial Alsina.
Jang, C., Lee, J. H., Jung, S. Y., Kim, J. S., & Jin, T. E. (2006). “Evaluación de la propiedad de tensión de metales disÃmiles soldados con la aleación 82/182 en muestras miniaturaâ€. (In english). In Proc. of KNS Spring Meeting, Chunchon, Korea. Small Sub-size Sp (Vol. 1) pp.1-23.
Jang, C., Lee, J., Kim, J. S., & Jin, T. E. (2008). “Variación de las propiedades mecánicas con Inconel 82/182 dentro de la unión soldada entre un acero de baja aleación y acero inoxidable 316â€. (In english). International Journal of Pressure Vessels and Piping, 85(9), pp. 635-646.
Klueh, R. L., & King, J. F. (1982). “Defectos en la soldadura de unión entre acero inoxidable austenÃtico y acero ferrÃticoâ€. (In english). WELDING J., 61(9), pp. 302.
Lundin, C. D. (1982). “Revisión del estado del arte de la unión soldada de metales disÃmilesâ€. (In english). Welding Journal, 61(2), pp.58-63.
Murugan, N., & Parmar, R. S. (1997). “Revestimiento de acero inoxidable depositado con proceso automático de soldadura por arco bajo gas protectorâ€. (In english). Welding Journal-Including Welding Research Supplement, 76(10), pp.391-401.
NMX-H-121-1988 “Procedimiento de soldadura estructural acero de refuerzo†p. 8.
Olden, V., Kvaale, P. E., Simensen, P. A., Aaldstedt, S., & Solberg, J. K. (2003, January). “El efecto del PWHT en las propiedades y microestructura de la unión de Inconel 625 con Inconel 725 mediante enmantequilladoâ€. (In english). In ASME 2003 22nd International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, American Society of Mechanical Engineers, pp. 109-115.
Ospina, R., Aguirre, H., & Parra, H. (2007). “Soldabilidad en aceros inoxidables y aceros disÃmilesâ€. Scientia et Technica, pp.13- 34.
Pérez-Quiroz, J. T., Terán, J., Herrera, M. J., MartÃnez, M., & Genescá, J. (2008). “Evaluación del acero inoxidable de refuerzo para la rehabilitación de estructuras de concretoâ€. (In english). Journal of Constructional Steel Research, 64(11), pp.1317-1324.
Shinozaki, K., Ke, L., & North, T. H. (1992). “Agrietamiento por hidrógeno en soldadura de aceros inoxidables dúplexâ€. (In english). WELDING JOURNAL-NEW YORK-, pp. 371-387.
Tabatabai, H., Ghorbanpoor, A; & Pritzl, M. D. (2009). “Evaluación de métodos de prevención y control de la corrosión, en reparación de puentes de concreto reforzadoâ€. (In english). (No. WHRP 09-04), p.p. 7.
TuÅ¡ek, J., Bajcer, B., Taljat, B., & Hrženjak, M. (2007). “Análisis de la falta de fusión de la soldadura en calentadores de aguaâ€. (In english). Metalurgija, 46(2), pp.111-116.
Washko S.D. and. Aggen G (2005). ASM Handbook Volume 1, “Propiedades y selección: Hierros, Aceros y Aleaciones de alto desempeñoâ€. (In english). 10th edition, pp.2145-2248.
Winarto, G. D., Wardhani, R., & Syarif, I. (2014). “Método de análisis del enmantequillado de las propiedades en materiales de acero de bajo carbono soldadosâ€. (In english). IPTEK Journal of Proceedings Series, 1(1) pp.109-113.
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