Análisis técnico sobre la incorporación de hidrógeno gaseoso como elemento protector en soldadura TIG para la unión de placas de acero

Abstract

El presente trabajo de título se enfoca en el análisis teórico de la incorporación de hidrógeno gaseoso (H2) como elemento protector en la soldadura Tungsten Inert Gas (TIG) de placas de acero, considerando el potencial de Chile como líder en la producción de hidrógeno verde. Se busca determinar cómo la adición controlada de H2 a la atmósfera de protección tradicional de argón (Ar) puede influir en las propiedades mecánicas y metalúrgicas de las uniones soldadas, así como en la economía de los procesos. La investigación aborda la problemática de la fragilización por hidrógeno en la soldadura de aceros, explorando cómo la adición controlada de H2 puede, en ciertos casos, mejorar propiedades como la resistencia a la tracción y la tenacidad. Se plantea un diseño experimental riguroso que incluye la construcción de un banco de pruebas especializado para realizar ensayos de soldadura TIG en condiciones controladas. Este banco de pruebas, diseñado para ser versátil y adaptable, cuenta con una mesa de corte con soporte para riel lineal, un soporte de adaptación para la antorcha TIG y un sistema de incorporación de hidrógeno que permite la regulación y control preciso de la mezcla de gases. Se plantea la utilización diferentes tipos de acero, estudiando la variación de la proporción de H2 en la mezcla de gases de protección (0 %, 3 %, 5% y 10 %). La construcción de este banco de pruebas permitirá evaluar las propiedades mecánicas de las uniones soldadas mediante ensayos de tensión, mientras que la microestructura de las soldaduras se deberá analizar mediante técnicas metalográficas. Los resultados alcanzables no solo ampliarán el conocimiento sobre la interacción del H2 en la soldadura TIG, sino que también podrían tener implicaciones significativas para la industria metalmecánica chilena. La optimización de los parámetros de soldadura con H2 podría mejorar la eficiencia, la calidad y la sostenibilidad de los procesos de soldadura, abriendo nuevas oportunidades para la utilización del hidrógeno verde en la industria manufacturera y fortaleciendo la posición de Chile como líder en tecnologías de hidrógeno verde. El banco de pruebas implementado ha sido verificado en su correcto funcionamiento y se han establecido los parámetros iniciales para futuros experimentos. Se espera que este trabajo de tesis sirva como punto de partida para futuras investigaciones en esta área, impulsando la innovación y el desarrollo tecnológico en el campo de la soldadura y contribuyendo a la transición hacia una economía más limpia y sostenible en Chile.