Paso 1:

El primer paso a seguir consistir en buscar las caractersticas del material base (Ficha tcnica), por ello lo mejor es realizar un anlisis metalogrfico de la pieza ,lo cual nos permitir ms adelante tomar mejores decisiones en la seleccin de variables para elaboracin de nuestro procedimiento de soldadura.

ACERO AISI-SAE 4140 (UNS G41400)

1. Descripcin: es un acero medio carbono aleado con cromo y molibdeno de alta templabilidad ybuena resistencia a la fatiga, abrasin e impacto. Este acero puede ser nitrurado para darle mayorresistencia a la abrasin. Es susceptible al endurecimiento por tratamiento trmico.

2. Normas involucradas: ASTM 32

3. Propiedades mecnicas:

Dureza 275 - 320 HB (29 34 HRc) Esfuerzo a la fluencia: 690 MPa (100 KSI) Esfuerzo mximo: 900 - 1050 MPa (130 - 152 KSI) Elongacin mnima 12% Reduccin de rea mnima 50%

4. Propiedades fsicas: Densidad 7.85 g/cm3 (0.284 lb/in3)

5. Propiedades qumicas:

0.38 - 0.43% C 0.75 1.00 % Mn 0.80 1.10 % Cr 0.15 0.25 % Mo 0.15 0.35 % Si 0.04 % P mx 0.05 % S mx

6. Usos: se usa para piones pequeos, tijeras, tornillo de alta resistencia, esprragos, guas,seguidores de leva, ejes reductores, cinceles.

7. Tratamientos trmicos: se austeniza a temperatura entre 830 - 850 C y se da temple en aceite.El revenido se da por dos horas a 200C para obtener dureza de 57 HRc y si se da a 315C ladureza ser de 50 HRc. Para recocido se calienta entre 680 720C con dos horas demantenimiento, luego se enfra a 15C por hora hasta 600C y se termina enfriando al aire tranquilo.

Para el alivio de tensiones se calienta entre 450 650C y se mantiene entre y 2 horas. Se enfraen el horno hasta 450C y luego se deja enfriar al aire tranquilo.

Segn la hoja tcnica se obtuvieron las propiedades qumicas del acero AISI 4140 representadas en la siguiente tabla siendo un acero de mediano carbono y baja aleacin de altaresistencia.

Propiedades qumicas:

% C% Mn% Cr% Mo% Si%P mx% S mx

0.38 - 0.43

0.75 1.00

0.80 1.10

0.15 0.25

0.15 0.35

0.04

0.05

Paso 2:

Una vez determinado el material base de la pieza, el siguiente paso es determinar el grado de soldabilidad de dicho material, para ello se debe consultar a la informacin previamente obtenida.

Utilizaremos el diagrama de GRAVILLE, cuyos parmetros de ubicacin son determinados por el contenido de carbono del material base y por su carbono equivalente (C:E) .Este ltimo es resultado de la siguiente ecuacin.

Reemplazando los valores indicados determinamos el carbono equivalente del eje, siendo:

Punto de interseccin

Ubicamos los valores del carbono y el carbono equivalente en el diagrama de GRAVILLE y determinamos que el material base se ubica en la zona III, por lo que el material base est clasificado como un acero cuya microestructura resultante por efecto del calor es susceptible de fisuracin bajo cualquier condicin.

Paso 3:

Una vez ubicado nuestro material base en el diagrama de Gravielle, procedemos a escoger un electrodo que cumpla con las propiedades qumicas del material base.

Paso 4:

Una vez establecido la dificultad de soldeo del material base, se debe proceder a determinar todas las variables esenciales que incidirn en la calidad final de la soldadura, que se emplee en la soldadura de unin a tope.

Para determinar dichas variables debe de recurrirse a toda la informacin tcnica que se disponga y no debe dejarse escapar ningn detalle. Para el caso de la placa a soldar (AISI 4140) las variables esenciales a tener en cuenta son los siguientes:

CALCULOS DE TEMPERATURA:

A) PRECALENTAMIENTO

OBJETIVOS DEL PRECALENTAMIENTO

- Disminuye el gradiente trmico entre el material base y aporte- Disminuye la velocidad de enfriamiento.-Mejora la ductilidad del material base.-Mejora la distribucin de las tensiones internas en un rea mayor.

RECOMENDACIONES

- Es deseable los precalentamientos totales y uniformes.-Mantener la temperatura durante el proceso.- Necesariamente los enfriamientos deben ser lentos

Para evitar zonas frgiles y minimizar la posibilidad de figuracin en frio, este tipo de hacer requiere precalentarse a cierta temperatura y la misma debe mantenerse por encima de este valor durante el proceso de soldeo.

Utilizaremos el mtodo de ZEFERIAN, el cual nos permite calcular la temperatura de precalentamiento haciendo uso de la siguiente formula:

Para un acero 4140:

Seferian determina graficamente la temperatura de precalentamiento como se observa en el diagrama; no toma en cuenta la energia neta aportada en el proceso de soldadura por esta razon, las temperaturas resultantes son superiores a las realmente necesarias en aproximadamente 25 a 50C.22012.7