Estudio de la influencia del proceso de soldadura del acero HSLA ASTM A500 GR C utilizado en carrocerías de buses en sus propiedades mecánicas
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Date
2020-09
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Mecánica Mención Diseño
Abstract
This research is intended to define the influence of the heat contributed by the welding
process of the bus bodywork on the properties of the material and its capacity of
resistance to impact, and for this purpose it began with the testing of ASTM A500 steel
without welding. Then, the test was carried out with the E6011 electrode central weld
and with the ER70S-6 electrode, measuring the deformation with an initial length of
100mm. It can be effectively verified that the welding process does affect the
properties of the material. The most affected property was the modulus of elasticity
with a change that exceeded 80 percent, which means that the welding process
modified the material making it more rigid and brittle due to the change in temperature
and the cooling rate. The yield stress of the material in the welded area decreased to
10 percent, which also reduces the safety factor in this area. Following this, the impact
simulation of the front of the bus bodywork was modeled and performed by using the
results of the tests in the welding area. The simulation results allowed to identify the
areas where the greatest stresses occur, these were located in the area of the frontal
collision near the welded joints, but not on the welds. The stress in these areas
exceeded the maximum yield stress, but the percentage deformations were less than
the tests without breaking the structure.
Description
Esta investigación trata de definir la influencia del calor aportado por el proceso de
soldadura de la carrocería de un autobús en las propiedades del material y su capacidad
de resistencia al impacto, y para ello se empezó con la realización de ensayos del acero
ASTM A500 sin soldadura, luego se realizó el ensayo con soldadura central de
electrodo E6011 y con electrodo ER70S-6 midiendo la deformación con una longitud
inicial de 100mm. Se puede comprobar efectivamente que el proceso de soldadura sí
afecta a las propiedades del material. La propiedad más afectada fue el módulo de
elasticidad con un cambio que superó el 80 por ciento, lo que significa que el proceso
de soldadura modificó el material haciéndolo más rígido y frágil debido al cambio de
temperatura y a la velocidad de enfriamiento. El esfuerzo de fluencia del material en
la zona soldada disminuyó hasta un 10 por ciento lo que reduce también el factor de
seguridad en esta zona. Seguido de esto se modeló y se realizó la simulación de
impacto del frente de la carrocería del bus utilizando los resultados de los ensayos en
la zona de soldadura. Los resultados de la simulación permitieron identificar las zonas
donde se producen los mayores esfuerzos, estos se ubicaron en la zona del para choque
frontal cerca de las uniones soldadas, pero no sobre las soldaduras. El esfuerzo en estas
zonas sobrepasó el máximo esfuerzo de fluencia, pero las deformaciones porcentuales
fueron menores a los ensayos sin llegar a romperse la estructura.
Keywords
ACERO HSLA ASTM A500 GR C, CARROCERIAS DE BUSES, PROPIEDADES MECÁNICAS, SOLDADURA, FRENTE DE CARROCERÍA, ANÁLISIS DE IMPACTO, ENSAYO DE TRACCIÓN, SOLDABILIDAD