Volumen II - SAM

Tabla 1. Composición química general del Zircaloy-2, Grado UNS R60802.
Sn Fe Cr Ni Fe+Cr+Ni O V (max) Pb (max) Ta (max)
1.2-1.7 0.07-0.20 0.05-0.15 0.03-0.08 0.18-0.38 0.09-0.16 0.005 0.013 0.020
Las condiciones de partida de la chapa son: Espesor = 1,45 mm, Longitud = 6050 mm y Ancho = 412 mm.
Las chapas son inspeccionadas visualmente, además de realizar una verificación de posibles variaciones de
espesor. En el caso de presentarse un espesor superior al previsto en el proceso de fabricación, la zona se
marca y se realiza un trabajado químico localizado con el objeto de reducir ese sobreespesor.
2.2. Conformado de la chapa, soldadura con aporte, aplastado del cordón y recocido
El siguiente paso es la conformación por plegado (denominado break forming en inglés) a fin de lograr la
forma cilíndrica antes del proceso de soldadura de la chapa. La plegadora utilizada en el proceso de
desarrollo y elegida para la calificación y fabricación de los tubos, es de Control Numérico (CNC).
Para la soldadura CONUAR desarrolló un dispositivo de posicionamiento del tubo conformado a fin de
lograr el ajuste perfecto de ambas partes de la junta (sin bisel) a tope.
El material de aporte de soldadura utilizado es el indicado en las normas CSA N285.6.11 [6] y ASTM B 351
[7]. La composición química es similar al indicado en la Tabla 1.
A fin de lograr la homogeneidad en la soldadura, la misma se realizó con una máquina mecanizada con el
proceso GTAW. Esta máquina se desplaza según un programa establecido sobre rieles dentados que han sido
ajustados al dispositivo de soldadura. Se han probado diversos tipos de dispositivos de traslación del equipo
de soldadura, desde vigas seccionadas hasta rieles planos, con resultados dispares. El trabajo de desarrollo
incluyó la selección de los parámetros tales como Intensidad, voltaje, velocidad de desplazamiento del
equipo de soldadura y velocidad de aporte del alambre en frío. La forma final de la soldadura es de suma
importancia debido al paso siguiente que es el denominado aplastado del cordón. A fin de completar el
proceso de calificación, el proceso total de la soldadura deberá ser calificado bajo los lineamientos de la
Sección IX [8] del Código ASME.
El aplastado del cordón se realiza por medio de rodillos cuya forma y dimensiones ha sido también un
proceso de desarrollo, a fin de lograr que el cordón se reduzca al perfil de la chapa.
A fin de recristalizar la región de la soldadura y disminuir las tensiones residuales debido al proceso de
conformado, se somete al tubo en posición vertical a un recocido de recristalización a 750 °C durante 30
minutos en horno de vacío. Este equipamiento fue desarrollado totalmente por CONUAR. El horno vertical
se compone de un tubo de 500 mm de diámetro y 11 metros de altura en cuyo interior se introducen los tubos
y se realiza vacío. Exteriormente el tubo es calentado por resistencias eléctricas controladas por 9
termocuplas (en 9 secciones verticales separadas). Para las rampas de enfriado brusco, se separan las
resistencias eléctricas quedando el tubo expuesto al aire (Figura 2).
Figura 2. Vistas del horno abierto y cerrado
Los tubos recristalizados por recocido no poseen las características finales en cuanto a la ovalización y
rectitud, por lo que se deben corregir por medio de un trefilado en frío no mayor al 1% de la sección. Durante
el desarrollo del proceso de calibrado se utilizaron diferentes lubricantes y varias velocidades de tracción del
tubo, ya que la fuerza a utilizar es relativamente baja. El objetivo de esta calibración en frío ha sido lograr un
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