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Título : Modelado de efectos de variables del proceso de recubrimiento endurecido por soldadura en álabes de turbina de baja presión
Autor: Rene Salvador Z. Flores Yañez
Palabras clave : álabes
GTAW
recubrimiento
cobalto
soldadura
níquel
superaleación
blades
GTAW
hardfacing
cobalt
superalloy
welding
nickel
Área: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Fecha de publicación : feb-2019
Facultad: Facultad de Ingeniería
Programa académico: Maestría en Ingeniería de Calidad y Productividad
Resumen: Los álabes de turbina de baja presión sufren desgaste y corrosión causados por la misma naturaleza de su función en el turborreactor, así como su interacción con algunos elementos como la fricción, la presión, la temperatura y el medio ambiente. Con el fin de proveer a los álabes de la turbina de baja presión con propiedades tribológicas, un proceso de endurecimiento por soldadura es utilizado para añadir una aleación base cobalto (KC28WN), resistente a la fricción en los puntos de contacto de la aleación base (DS200+Hf). El proceso objeto de este trabajo de tesis es el de soldadura por arco en gas tungsteno (GTAW por sus siglas en inglés). Uno de los principales problemas de producción relacionado con este proceso es el agrietamiento por choque térmico. Por lo que se desarrolló un diseño de experimentos factorial completo que incluyera las variables del proceso objeto de estudio para determinar aquellas que mayormente influyeran en las características de calidad del producto. Lo anterior con el objeto de encontrar la mejor combinación de variables y niveles que ayudará a reducir el rechazo causado por el proceso GTAW de endurecimiento. Los datos recopilados durante la experimentación fueron analizados bajo un MANOVA así como un ANOVA tipo I para poder detectar la variación asociada con cada factor así como su significancia. Se encontró que el tiempo y la corriente así como su interacción, juegan un papel importante en determinar la aparición o el tamaño de las grietas. Posteriormente se realizó una corrida de comprobación para confirmar la efectividad de los resultados experimentales y que permitirá la implementación de esta mejora en campo.
Low pressure turbine blades suffer from wear and corrosion caused by the very nature of their function in a turbojet engine, as well as their interaction with some elements such as friction, pressure, temperature and the environment. In order to provide the low pressure turbine blades with tribological properties, a welding hardfacing process is used to add a cobalt base alloy (KC28WN), resistant to friction on the contact points of the base alloy (DS200+Hf). The process scope of this thesis work is GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). One of the mai production problems related to this process is thermal shock cracking. Therefore, a full factorial design of experiments was developed including the process variables under study to determine those that mostly influence the quality characteristics of the product. The main objective is to find the bes combination of variables and levels that will help reduce the rejection caused by the GTAW hardening process. The data collected during the experimentation was analyzed under a MANOVA as well as a type I ANOVA in order to detect the variation associated with each factor as well as its significance. It was found that time, current and their interaction, play an important role in determining the appearance or size of cracks. Subsequently, a test run was carried out to confirm the effectiveness od the experimental results which allowed the implementations of this improvement in the industrial field.
URI : http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/1477
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