Proyecto De Tesis Dureza En HT

PLAN DE INVESTIGACIÓN

1. REALIDAD PROBLEMÁTICA:

Actualmente, la empresa Minera Yanacocha tiene implantado un sistema de Inspección NDT a cargo de la empresa especializada ADEMINSAC, el cual consiste en detectar discontinuidades en los chasis de camiones gigantes que utilizan en su operación, para que luego sean reparados por una empresa especializada en soldadura, sin embargo se están encontrando fallas (fisuras) cercanas a las zonas reparadas.

Debido a estos hechos, el titular minero tiene que efectuar reparaciones más seguidas de sus camiones gigantes ya que las fisuras programadas para reparación se incrementaron en un 15% en comparación con el año anterior.

Por ello, se ha optado por implementar un Programa Piloto de inspección NDT basado en el perfil de dureza de las reparaciones de chasis de camiones gigantes, y que se enfoca principalmente en reducir las fisuras aledañas a las reparaciones identificando y cuantificando la zona ZAC (Zona afectada por el calor) que es donde probablemente se estén produciendo las nuevas fisuras y por consiguiente solicitar a la empresa de soldadura modificar su procedimiento de reparación. Dicho programa piloto será implementado en el área de talleres de la empresa minera Yanacocha,

2. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACION:

Conveniencia

Es conveniente para la empresa Minera Yanacocha porque le permitirá reducir el costo en las reparaciones de chasis de camiones gigantes.

Relevancia Social

Este proyecto generará un gran impacto sobre el personal que labora de la empresa, ya que permitirá aumentar el nivel de producción evitando las paradas de equipo innecesarias generando mayor utilidad.

Económica

Los beneficios que obtendrá la empresa al aplicar este proyecto, son atractivos, ya que le genera ahorros al eliminar las consecuencias económicas que genera una reparación no programada.

3. OBJETIVOS.

Objetivo General:

• Lograr la aprobación del proyecto de investigación.

Objetivos Específicos:

• Realizar un diagnóstico del sistema de reparación de chasis de camiones gigantes. .

• Identificar la zona zac generada en las reparaciones.

• Capacitar inspectores en ensayos de dureza.

4. ESTADO DEL ARTE:

• “PREDICCIÓN DEL PERFIL DE DUREZA EN PROBETAS JOMINY DE ACEROS DE MEDIO Y BAJO CARBONO”, En este trabajo se formuló, codifico y valido un modelo matemático para predecir la evolución del campo térmico y microestructural en probetas de acero sometidas al ensayo Jominy. La condición de frontera térmica en la base de la probeta se estimó mediante la solución del problema inverso de conducción de calor (PICC). El modelo se validó comparando los perfiles térmicos experimentales de probetas de acero AISI 304 y AISI 4140 con los calculados con el modelo. Una vez validado, el modelo se aplicó para predecir, mediante el uso de correlaciones empíricas basadas en el perfil microestructural, el perfil de dureza a lo largo de la probeta Jominy para aceros AISI 4140, AISI 1045 y AISI 1080. Se observó una buena aproximación entre los perfiles de dureza experimentales y los calculados con el modelo.

Autores: E. Lopez-Martınez, J.B. Hernández-Morales, G. Solorio-Díaz, H.J. Vergara-Hernández, O. Vazquez-Gomez y P. Garnica-González

México 2013

• “Caracterización Mecánica de la ZAT en Aceros Bonificados Mediante el Uso de Probetas Miniatura”, El ensayo SPT, “Small Punch Test” en denominación anglosajona, permite utilizar pequeñas probetas de 10x10x0.5 mm3 para la caracterización mecánica completa de cualquier material. Por esta razón, este ensayo resulta muy apropiado para caracterizar las zonas afectadas térmicamente (ZAT) de las uniones soldadas que, en virtud de su normalmente pequeña extensión, son de difícil caracterización, cuando por el contrario es en esas zonas donde estarán presentes las estructuras más duras y frágiles de la unión, y, consecuentemente, las responsables de la mayor parte de los problemas prácticos asociados a la realización de una unión soldada

Autores: C. Rodríguez, J. García, E. Cárdenas y F.J. Belzunce

España 2008

5. MARCO TEORICO:

5.1 SOLDADURA

5.1.1 PROCESO DE SOLDADURA

La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos piezas de un material, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo, se puede agregar un material de aporte(metal o plástico), que al fundirse forma un charco de material fundido entre las piezas a soldar (el baño de soldadura) y, al enfriarse, se convierte en una unión fija a la que se le denomina cordón. A veces se utiliza conjuntamente presión y calor, o solo presión por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en inglés soldering) y la soldadura fuerte (en inglés brazing), que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.

Figura 1. Partes de la soldadura.

5.1.2 CLASIFICACION DE TIPOS DE SOLDADURA

Se pueden distinguir primeramente los siguientes tipos de soldadura:

-Soldadura heterogénea. Se efectúa entre materiales de distinta naturaleza, con o sin metal de aportación: o entre metales iguales, pero con distinto metal de aportación. Puede ser blanda o fuerte.

-Soldadura homogénea. Los materiales que se sueldan y el metal de aportación, si lo hay, son de la misma naturaleza. Puede ser oxiacetilénica, eléctrica (por arco voltaico o por resistencia), etc.

. Si no hay metal de aportación, las soldaduras homogéneas se denominan

autógenas. Por soldadura autógena se entiende aquélla que se realiza sin metal de aportación, de manera que se unen cuerpos de igual naturaleza por medio de la fusión de los mismos; así, al enfriarse, forman un todo único.

Etimológicamente, esta expresión quiere decir «engendrada o efectuada por sí misma».

Tuvo su origen en Francia hacia la mitad del siglo XIX. Una confusión bastante extendida, que es importante aclarar, es la de denominar como soldadura autógena a la oxiacetilénica.

Soldadura blanda

Esta soldadura de tipo heterogéneo se realiza a temperaturas por debajo de los 400 ºC. El material metálico de aportación más empleado es una aleación de estaño y plomo, que funde a 230 ºC aproximadamente.

Soldadura fuerte

También se llama dura o amarilla. Es similar a la blanda, pero se alcanzan temperaturas de hasta 800 ºC. Como metal de aportación se suelen usar aleaciones de plata, y estaño (conocida como soldadura de plata); o de cobre y cinc. Como material fundente para cubrir las superficies, desoxidándolas, se emplea el bórax. Un soplete de gas aporta el calor necesario para la unión. La soldadura se efectúa generalmente a tope, pero también se suelda a solape y en ángulo.

Figura 2. Tipos de soldadura en los metales.

Soldadura oxiacetilénica (con gases al soplete)

El calor aportado en este tipo de soldadura se debe a la reacción de combustión del acetileno (C2H2); que resulta ser fuertemente exotérmica, pues se alcanzan temperaturas del orden de los 3500 ºC.

Tabla 1.Tipos de gases para soldadura Oxiacetilénica.

Soldadura por arco eléctrico

En la actualidad, la soldadura eléctrica resulta indispensable para un gran número de industrias. Es un sistema de reducido coste, de fácil y rápida utilización, resultados perfectos y aplicable a toda clase de metales. Puede ser muy variado el proceso.

El procedimiento de soldadura por arco consiste en provocar la fusión de los bordes que se desea soldar mediante el calor intenso desarrollado por un arco eléctrico. Los bordes en fusión de las piezas y el material fundido que se separa del electrodo se mezclan íntimamente, formando, al enfriarse, una pieza única, resistente y homogénea.

Soldadura por arco sumergido

Utiliza un electrodo metálico continuo y desnudo. El arco se produce entre el alambre y la pieza bajo una capa de fundente granulado que se va depositando delante del arco. Tras la soldadura se recoge el fundente que no ha intervenido en la operación.

Soldadura por arco en atmósfera inerte

Este procedimiento se basa en aislar el arco y el metal fundido de la atmósfera, mediante un gas inerte (helio, argón, hidrógeno, anhídrido carbónico, etc.).

Existen varios procedimientos:

- Con electrodo refractario (método TIG).

El arco salta entre el electrodo de Wolframio o tungsteno (que no se consume) y la pieza, el metal de aportación es una varilla sin revestimiento

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