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ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO MICROESTRUCTURAL Y MECÁNICO DE SOLDADURAS SUBACUÁTICAS HÚMEDAS OBTENIDAS POR FCAW-S EN UN ACERO ASTM A36

2026-01-22T15:03:31Z

Title: ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO MICROESTRUCTURAL Y MECÁNICO DE SOLDADURAS SUBACUÁTICAS HÚMEDAS OBTENIDAS POR FCAW-S EN UN ACERO ASTM A36 Authors: Guia Hernandez, Luis Antonio Description: El presente trabajo de investigación analizó las características microestructurales de cordones obtenidos mediante soldadura subacuática húmeda (SSH) realizadas con el proceso de alambre tubular autoprotegido (FCAW-S, por sus siglas en inglés) en un acero ASTM A36. Se estudió el efecto del amperaje (A), voltaje (V), velocidad de soldadura (VS), distancia de la punta de contacto a la pieza (CTWD) y velocidad de alimentación del alambre (WFS) sobre la geometría, microdureza Vickers (HV0.5) y porcentaje de porosidad. La influencia de las variables de proceso se evaluó mediante Metodología de Superficie de Respuesta (MSR), en donde los modelos obtenidos se emplearon funciones objetivo para realizar una optimización multiobjetivo del proceso a través de Algoritmos Genéticos (AG). Adicionalmente, se implementó Support Vector Regression (SVR, por sus siglas en inglés) para contrastar su capacidad predictiva, mostrando un mejor desempeño en la predicción de fenómenos de naturaleza aleatoria, como la formación de porosidad. Se puso en funcionamiento, por primera vez en México, un dispositivo semiautomático para realizar la soldadura subacuática, capaz de controlar el ángulo de la antorcha, CTWD y VS, logrando realizar soldaduras continuas de hasta 30 cm. Se aplicó un diseño de experimentos central compuesto (DOE-CC), variando WFS (250-450 ipm), voltaje (23 26 V) y VS (3-10 mm/s). Un segundo DOE-CC exploró CTWD (4-10 mm) y VS (2-3.4 mm/s) para favorecer la formación de ferrita acicular (αac). Los resultados principales indicaron que a mayor aporte de calor (Q) y menor VS se puede reducir el porcentaje de porosidad, mientras que elevados valores de microdureza se asociaron a la formación de martensita (M) generada por la elevada velocidad de enfriamiento causada por el efecto del ambiente subacuático. Estadísticamente se confirmó la independencia entre respuestas, brindando mayor flexibilidad al realizar la optimización. Se obtuvieron parámetros óptimos con WFS de 350 ipm, 24 V, CTWD de 6.69 mm y VS de 2.2 mm/s, logrando un refuerzo < 5 mm, dureza promedio de 314 HV0.5 y porosidad < 5%, con nucleación de αac favorecida por la presencia de inclusiones no metálicas (INM). La novedad de este trabajo radica en la integración de modelos estadísticos, machine learning y análisis numérico para correlacionar el efecto de Q y de los parámetros de proceso en la transferencia de calor, temperaturas pico y velocidades de enfriamiento; además del efecto de la disociación del agua, INM y formación de fases, junto a la puesta en marcha del primer dispositivo semiautomático Mexicano para SSH-FCAW-S, capaz de establecer un marco replicable para soldaduras con aplicación marítima.

“ANÁLISIS Y PREDICCIÓN DE LA GEOMETRÍA DEL CORDÓN EN EL PROCESO DE SOLDADURA ROBOTIZADA GMAW MEDIANTE TÉCNICAS DE SOFT COMPUTING”

2026-01-19T20:04:56Z

Title: “ANÁLISIS Y PREDICCIÓN DE LA GEOMETRÍA DEL CORDÓN EN EL PROCESO DE SOLDADURA ROBOTIZADA GMAW MEDIANTE TÉCNICAS DE SOFT COMPUTING” Authors: Cavazos Hernandez, Enrique Alejando Description: En este trabajo de investigación se realizaron soldaduras de aleación de aluminio 5052-H32, las cuales son considerablemente aplicables en el sector industrial vehicular para la elaboración de componentes automotrices debido que son materiales más ligeros y tienen una mayor resistencia a la corrosión. Las soldaduras de aleaciones de aluminio fueron unidas por el procedimiento GMAW (Gas Metal Arc Welding, por sus siglas en inglés). Actualmente, existe la problemática sobre las discontinuidades que se presentan en la soldadura como grietas y porosidades. Sin embargo, las discontinuidades más influyentes en la geometría de los cordones de soldadura son la falta de penetración, falta de fusión y alta convexidad. Las grietas y falta de penetración son defectos que no son permisibles en las soldaduras, debido que disminuyen su calidad microestructural, mecánica o geométrica. En esta investigación se calculó las medidas de tendencia central, la prueba de normalidad y un estudio de regresión para corroborar la normalidad de los parámetros de entrada en el proceso GMAW semiautomatizado y robotizado. Debido que los datos de entrada no presentaron un comportamiento normal, se pudo confirmar que emplear técnicas estadísticas para generar una ecuación capaz de predecir o aproximar las salidas de interés no es lo más recomendable. De esta manera, se justifica el uso de métodos más sofisticados que trabaja con la variabilidad inherente y los supuestos de normalidad en los datos de entrada del proceso de soldadura GMAW como redes neuronales y lógica difusa. Además, se desarrollaron varios códigos de programación de una red neuronal artificial exploratorio y de un sistema triple difuso. Las programaciones fueron realizadas en el software R2020b de MATLAB. Se dedujo que, emplear redes neuronales artificiales con pocos patrones causan que el modelo matemático sea sobreajustado. Debido a esto, se generó un modelo triple difuso para la aproximación/predicción de las salidas de interés, modelado de los parámetros de soldadura y la predicción de calidad del cordón de soldadura de aleación de aluminio 5052-H32. Se realizó una metodología para obtener las macrografías y se utilizó el programa ImageJ para medir las geometrías de los cordones de soldaduras. Finalmente, se seleccionó los mejores parámetros del proceso GMAW robotizado para realizar cordones de soldadura con geometría aceptable con base en el código estructural del aluminio AWS D1.2. Debido a todo lo anterior, se puede afirmar que emplear parámetros de entrada inapropiados durante la elaboración de los cordones de soldadura generan cordones inaceptables. Además, el método más adecuado que puede utilizar los parámetros de entrada (sin retrabajar los datos) de los procesos de soldadura semiautomatizado y robotizado es lógica difusa.

CEMENTOS DE CALIZA – METACAOLÍN-VIDRIO RECICLADO ACTIVADOS QUÍMICAMENTE; ESTUDIO DE PROPIEDADES MECÁNICAS Y CARACTERIZACIÓN MICROESTRUCTURAL

2025-12-19T20:42:18Z

Title: CEMENTOS DE CALIZA – METACAOLÍN-VIDRIO RECICLADO ACTIVADOS QUÍMICAMENTE; ESTUDIO DE PROPIEDADES MECÁNICAS Y CARACTERIZACIÓN MICROESTRUCTURAL Authors: Navarro Leal, Rocío Guadalupe Description: Se investigaron cementos ternarios a base de caliza (CaCO3, CZ), metacaolín de alta y baja pureza (2SiO2.Al2O3, MKI/MKN) y vidrio reciclado de tipo sodo-cálcico (SiO2 CaO-Na2O, VD); evaluando los mecanismos de reacción, productos formados, la viabilidad de utilizar un activante alcalino líquido base SiO2 (SSL) así como su efecto sobre las propiedades mecánicas y microestructura de pastas y morteros. El documento se divide en 8 secciones que incluyen 7 capítulos y 1 sección previa en la cual se incluyen los objetivos de la investigación. Los capítulos 1 y 2 presentan la introducción y revisión literaria relevante para el estudio; en el capítulo 3 se describe el procedimiento del desarrollo experimental; en el capítulo 4 son descritos los resultados que se obtuvieron por diferentes técnicas de caracterización. Los capítulos 5 y 6 corresponden a las conclusiones e información de fuentes consultadas. El desarrollo experimental se realizó en III etapas de trabajo: • En la etapa I, se acondicionaron y caracterizaron las materias primas determinando las condiciones de calcinación de los minerales para la obtención de metacaolín de alta (SiO2/Al2O3 = 1.4) y baja pureza (SiO2/Al2O3 = 2.5). Mediante el método Taguchi se establecieron las condiciones experimentales optimas. El objetivo fue maximizar las propiedades mecánicas de las formulaciones a los 28 días de curado. Desarrollando un cuadro experimental de 16 formulaciones con diferentes proporciones de CZ/MK/VD, %Na2O, módulo de activante alcalino (Ms), la relación agua/sólidos=0.25-0.30 y el medio de curado en seco (40°C por 24 horas, posteriormente 20°C ± 3°C). • En la etapa II se realizó un cuadro experimental para cada tipo de metacaolín (alta y baja pureza) con un estudio extensivo de las formulaciones hasta 360 días. En base a los valores de resistencia a la compresión (RC) a 28 días de curado, se seleccionaron 4 sistemas por cada tipo de metacaolín para su caracterización. Se determinó que la RC incremento con el paso del tiempo como resultado de la formación de productos de reacción amorfos del tipo (C, I N)-A-S-H y gel de sílice que conforman la matriz de las microestructuras y son responsables de las propiedades mecánicas. • En la etapa III que complementa las anteriores: 2 formulaciones fueron seleccionadas para cada tipo de metacaolín en base a los valores de RC a los 90 días, utilizándolas para elaborar morteros con arena caliza en proporciones de 3:1, 2:1. Sus propiedades mecánicas fueron evaluadas hasta 90 días y se sometieron a estudios de durabilidad en soluciones acidas, básicas y neutras hasta 180 días. Se observó los morteros 2: presentan buena estabilidad. El análisis de las sales precipitadas en las soluciones demuestra que los iones contenidos en el material reaccionaron con el medio acuoso neutralizándolo sin causar una degradación significativa en las muestras, sin embargo, es necesario realizar más pruebas para comprobar su comportamiento a nivel microestructural.

OPTIMIZACIÓN DE LA MICROESTRUCTURA Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE ACEROS AVANZADOS TRIP USANDO MÉTODOS METAHEURÍSTICOS E INTELIGENCIA ARTIFICIAL

2025-04-30T19:56:32Z

Title: OPTIMIZACIÓN DE LA MICROESTRUCTURA Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE ACEROS AVANZADOS TRIP USANDO MÉTODOS METAHEURÍSTICOS E INTELIGENCIA ARTIFICIAL Authors: Flor Sanchez, Carlos Osvaldo Description: Los aceros avanzados tienen una microestructura compleja, lo que complica su proceso de fabricación. Según los parámetros de procesamiento, se pueden obtener diferentes microestructuras, que afectan significativamente las propiedades mecánicas del acero. Para obtener las propiedades óptimas de resistencia y ductilidad, es crucial seleccionar adecuadamente las temperaturas, tiempos de mantenimiento y velocidades de enfriamiento del tratamiento térmico aplicado. En este trabajo, se propone una nueva técnica metaheurística híbrida para optimizar estos procesos complejos. Para estimar con precisión el gradiente numérico que se incorpora a la regla de actualización, este trabajo presenta, por primera vez en este contexto, la idea de un kernel reproductor. Kernel-based Gradient Evolution es el nombre de la técnica sugerida (KGE). El rendimiento numérico del algoritmo KGE se evalúa utilizando el conjunto de pruebas IEEE CEC 2019. Se reporta una comparación numérica entre algunos métodos competitivos y el propuesto en este trabajo. Los resultados numéricos obtenidos indican que el algoritmo KGE funciona bastante bien en términos de convergencia en comparación con otros enfoques considerados. Posteriormente, esta idea se lleva al contexto multiobjetivo, dando lugar a un nuevo algoritmo denominado Algoritmo híbrido de optimización multiobjetivo basado en kernel (KHMO). Además, se presenta por primera vez un nuevo enfoque numérico que establece una dirección objetivo para la búsqueda a través de un vector normal; esta idea dirige las soluciones no dominantes hacia ubicaciones más prometedoras. La eficacia del algoritmo KHMOse evalúa mediante algunas métricas. Además, este enfoque se compara con varias técnicas multiobjetivo (GAMODE, BiasMOSaDE, VMEF, FDEA-I y MRBFO) que compiten en los conjuntos de problemas de ZDT y CEC 2009. Según los resultados numéricos correspondientes, el método KHMO supera a todos los demás algoritmos comparados en términos de diversidad, cobertura y convergencia para la mayoría de los problemas. Las curvas IGD y HV también muestran una tasa de convergencia decente, ya que se requieren alrededor de 200 iteraciones para proporcionar resultados de calidad. Finalmente, se combinan un modelo SVR y el algoritmo KHMO para optimizar de manera efectiva la fabricación de un acero TRIP galvanizado en caliente, laminado en frío. Para conseguirlo, se llevaron a cabo una serie de tratamientos térmicos a una transformación bainítica isotérmica (IBT), temperatura adecuada para la galvanización en caliente continua. Para lograr los valores de propiedades mecánicas necesarios, los parámetros de procesamiento más importantes (velocidad de enfriamiento después de la austenitización intercrítica (CR1), tiempo de mantenimiento isotérmico a la temperatura de galvanización en la región bainítica t2 y la ´ultima velocidad de enfriamiento a temperatura ambiente (CR2)) fueron optimizados. La relación altamente no lineal entre los parámetros experimentales y las propiedades mecánicas resultantes se modela notablemente bien con el modelo SVR, por lo que se utiliza como función objetivo. Además, como el algoritmo KHMO descubrió un frente i de Pareto denso y extendido, demuestra un gran rendimiento. Los valores de 57–63 ◦C/s, 33–37 s y 1-2 ◦C/s para CR1, t2, y CR2, respectivamente, se recomiendan como ventana de procesamiento para fabricar aceros TRIP martensíticos. Por primera vez, la metodología computacional establecida para modelar y optimizar parámetros operativos se utiliza con éxito en el procesamiento experimental de aceros TRIP avanzados.