Publicado

2026-06-10

External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode

Recubrimiento externo con cenizas de marabú y grafito para obtener electrodo de recargue por SMAW

DOI:

https://doi.org/10.15446/dyna.v93n241.123630

Palabras clave:

coated electrode, SMAW hardfacing, agricultural implement, industrial and agroindustrial residues, circular economy (en)
electrodo revestido, recargue por SMAW, implementos agrícolas, residuos industriales y agroindustriales, economía circular (es)

Descargas

Autores/as

This study addresses the application of an external coating, using marabou ash and graphite, to AWS E7018 electrodes to obtain a hardfacing electrode. Based on the chemical composition of marabou ash, its ternary oxide system was adapted for coating by adding CaO in the form of limestone. Graphite powder was added to the mixture to provide carbon. The electrodes were manufactured by agglomeration with sodium silicate, and the coating was applied by immersion. Undiluted deposits were obtained for chemical analysis, and bead on plate deposits were obtained to evaluate dilution, microstructure, and hardness. It is concluded that it is possible to obtain an electrode for hardfacing agricultural implements, by applying an external coating with residues to AWS E7018 electrodes, since the deposited metal corresponds to a high-carbon steel, with a predominance of martensite, and high hardness.

Este estudio aborda la aplicación de un recubrimiento externo, utilizando ceniza de marabú y grafito, a electrodos AWS E7018 para producir uno de recargue. En base a la composición química de la ceniza de marabú, su sistema de óxidos ternario se adaptó para el recubrimiento mediante adición de CaO en forma de caliza. Se añadió polvo de grafito a la mezcla para aportar carbono. Los electrodos se fabricaron por aglomeración con silicato de sodio, aplicando el revestimiento por inmersión. Se obtuvieron depósitos sin diluir para análisis químico y depósitos de cordón sobre placa para evaluar la dilución, la microestructura y la dureza. Se concluye que es posible obtener un electrodo para el recargue de implementos agrícolas, aplicando un recubrimiento externo con residuos a electrodos AWS E7018, ya que el metal depositado corresponde a un acero de alto carbono, con predominio de martensita y de elevada dureza.

Referencias

[1] Fernández-Fuentes, A.R., Cruz-Crespo, A., Ariza-Gonçalves, R., Scotti, A., y Guedes-De-Alcãntara, N., Caracterización de depósitos obtenidos con electrodos tubulares revestidos para el recargue de medios de labranza sometidos a desgaste abrasivo en el sector azucarero. Centro Azúcar [en línea]. 41(2), pp.1-11, 2014. Disponible en: https://biblat.unam.mx/pt/revista/centro-azucar/articulo/caracterizacion-de-depositos-obtenidos-con-electrodos-tubulares-revestidos-para-el-recargue-de-medios-de-labranza-sometidos-a-desgaste-abrasivo-en-el-sector-azucarero

[2] Paz-Triviño, F., Buitrago-Sierra, R., and Santa-Marín, J.F., Wear resistance and hardness of nanostructured hardfacing coatings. DYNA, 87(214), pp. 146-154, 2020. DOI: http://doi.org/10.15446/dyna.v87n214.85683

[3] Pérez-Cepeda, J.A., and Espejo-Mora, E., The influence of the microstructure on the abrasive wear behavior of anti-wear weld deposits applied on low alloy and low carbon steel substrates. DYNA, 86(211), pp. 327-336, 2019. DOI: http://doi.org/10.15446/dyna.v86n211.77861

[4] Kostencki, P., Tomasz-Stawicki, T., and Krolicka, A., Wear of the working parts of agricultural tools in the context of the mass of chemical elements introduced into soil during its cultivation. International Soil and Water Conservation Research 9, pp. 229-240, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2020.11.001

[5] Cruz-Crespo, A., Scotti, A., Ortiz-Méndez, T., Diaz-Cedré, E., Ferraressi, A., Fernández-Fuentes, A., Valdes-Arencibia, R., Najarro, R., Rodriguez-Perez, M., Perdomo-González, L., Duffus-Scott, A., y Garcia, A., Obtención y evaluación de recubrimientos para enfrentamiento al desgaste. Anales de la Academia de Ciencias de Cuba [en línea]. 11(1), pp. 1-6, 2021. Disponible en: http://scielo.sld.cu/pdf/aacc/v11n1/2304-0106-aacc-11-01-e787.pdf

[6] Najarro-Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L., Duffus-Scott, A., Ramírez-Torres, J., Fernández-Fuentes, A., and Morales-Torres, M., Efecto de los contenidos de matriz, grafito y ferrocromo- manganeso en fundentes SAW, obtenidos con escorias de acería y cenizas de cascarilla del arroz, sobre la composición química y dureza del metal depositado en una camada. Soldagem y Inspeção, 27(1), pp. 1-10, 2022. DOI: https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI27.11

[7] Herrera, M., Iglesias, C.E., Contreras, Y., López, E., y Sánchez, A., Análisis de los factores que inciden en el desgaste de los órganos de trabajo de los aperos de labranza. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias [en línea]. 19(2), pp. 1-9, 2010. Disponible en: http://scielo.sld.cu/pdf/rcta/v19n2/rcta01210.pdf

[8] Sánchez, Á., Herrera, M., Recarey, C.A., López, E., y González, O., Determinación del desgaste de los aperos de labranzas de suelo en condiciones de campo. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias [en línea]. 19(4), pp. 60-66, 2010. Disponible en: https://revistas.unah.edu.cu/index.php/rcta/article/view/177/pdf

[9] Sánchez, A.L., Herrera, M., Recarey, C.A., y Iglesias, C., Bases teóricas para la simulación del desgaste de los órganos de trabajo de los aperos de labranza mediante el Método de los Elementos Distintos (MED). Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias [en línea]. 23(2), pp. 81-88, 2014. Disponible en: http://scielo.sld.cu/pdf/rcta/v23n2/rcta14214.pdf

[10] AWS A 5.1. Specification for carbon steel electrodes for shielded metal arc welding. American Welding Society [online]. 2004. Available at: https://dl.gasplus.ir/standard-ha/Standard-AWS/AWS-A5.1-A5.1M-2004.pdf

[11] Cruz-Crespo, A., Diaz-Cedre, E., y Scotti, A., Efecto de la pirolusita, la caliza+fluorita y el ferrocromomanganeso sobre el desempeño de un electrodo básico Con revestimiento periférico. Geología y Minería [en línea]. 31(4), pp. 84-99, 2015. Disponible en: http://www.redalyc.org/toc.oa?id=2235&numero=43341

[12] Bernal-Gutiérrez, A.E., Ulloa-Méndez, C.I., Najarro-Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Lorenzo-Perdomo-González, L., and Duffus-Scott, A. Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy. Revista DYNA, 91(234), pp. 93-99, 2024. DOI: https://doi.org/10.15446/dyna.v91n234.114284

[13] Najarro-Quintero, R., Desarrollo de un fundente para el recargue por SAW de piezas sometidas a desgaste abrasivo a baja tensión en base a escorias de afino del acero y cenizas de cascarilla del arroz, PhD dissertation, Centro de Investigaciones de Soldadura, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Santa Clara, Cuba, 2023.

[14] Cruz-Crespo, A., Díaz-Cedré, E., Perdomo-Gonzalez, L., and Scotti, A., Performance of a rutile electrode for SMAW under the effect of the composition of an applied peripheral coating. Revista Técnica de Ingeniería Universidad del Zulia [online]. 41(2), pp. 2-10, 2018.

Available at: https://www.redalyc.org/journal/6057/605765712001/html/

[15] ASTM E3, Standard guide for preparation of metallographic specimens. American Society for Testing and Materials [online]. 2011. Available at: https://www.academia.edu/35989703/ASTM_E_3_01_Standard_Guide_for_Preparation_of_Metallographic_Specimens_1

[16] ASTM E407, Standard practice for microetching metals and alloys, American Society for Testing and Materials [online]. 1999. Available at: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4313805/mod_resource/content/1/NORMA_ASTM_ATAQUE_E407-99.28400.pdf

[17] Allibert, M., Gaye, H., Geiseler, J., et al., Slag atlas, Verein Deutscher Eisenhuttenleute (VDEh), Germany, [online]. 1995. Available at: https://dokumen.tips/download/link/slag-atlas-55d475ae27209.html

[18] Cruz-Crespo, A., Fernández-Fuentes, R., and Scotti, A., The influence of calcite, fluorite, and rutile on the fusion-related behavior of metal cored coated electrodes for hardfacing. Journal of Materials Engineering and Performance, (19)5, pp. 685-692, 2010. DOI: https://doi.org/10.1007/s11665-009-9543-2

[19] Farias, J.P., Scotti, A., Balsama, P.S., and Surian, E., The effect of wollastonite on operational characteristics of AWS E6013 electrodes. Journal of The Society of Mechanical Science ando Engineering [online]. 24(3), pp. 317-322, 2004. Available at: https://www.scielo.br/j/jbsmse/a/YxZ6g5Md37bqSBKtdFmt38L/?format=pdf&lang=en DOI: https://doi.org/10.1590/S1678-58782004000300008

[20] Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L., Quintana-Puchol, R., and Scotti, A., Fundente para recargue por soldadura con arco sumergido a partir de ferrocromo-manganeso y escoria de la reducción simultánea de cromita y pirolusita. Soldagem and Inspeção, 24(e2424), pp. 1-10, 2019. DOI: https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI24.24

[21] Arroyo, F.R., La Economía circular como factor de desarrollo sustentable del sector productivo. INNOVA Research Journal, [online]. 3(12), pp. 78-98, 2018. Available at: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6828555 DOI: https://doi.org/10.33890/innova.v3.n12.2018.786

[22] Rodríguez-Martín, J., López-Errasti, O., and Ruiz-de-Arbulo-López, P., Analysis of the impact of eco-design on the circular economy: a bibliometric analysis of publications in Spain. DYNA, 89(224), pp. 140-147, 2022. DOI: https://doi.org/10.15446/dyna.v89n224.102669

[23] Jadán-Solís, K.P., Cruz-Crespo, A., Najarro-Quintero, R, Perdomo-González, L., Enfoque de economía circular en la obtención de fundentes para el recargue con empleo de escorias. Centro Azúcar [online]. 50(1), pp. 1-9, 2023. Available at: http://centroazucar.uclv.edu.cu/index.php/centro_azucar/article/view/743/847

[24] Okechukwu, C., Dahunsi, O.A., Oke, P.K., Oladele, I.O., and Dauda, M., Review on hardfacing as method of improving the service life of critical components subjected to wear in service. Nigerian Journal of Technology 36(4), pp. 1095-1103, 2017. DOI: http://doi.org/10.4314/njtv36i4.15

[25] Haiko, O., Kaikkonen, P., Somani, M., Valtonen, K., and Komi, J., Characteristics of carbide-free medium-carbon bainitic steels in high-stress abrasive wear conditions. Wear, pp. 456-457, art. 203386, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2020.203386

[26] López, E., Cruz, A., Iglesias, C., Herrera, M., y González, O., Aumento de la resistencia al desgaste de aperos mediante la aplicación de recargue superficial por soldadura automática. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias [en línea]. 16(4), pp. 28-31, 2007. Disponible en: https://www.redalyc.org/pdf/932/93216407.pdf

[27] Sánchez-Iznaga, A.L., Herrera-Suárez, M., López -Morfa, J.D., Socarrás-Armenteros, Y., and Machado-Guevara., A., Effect of geometry and type of material in tillage implements wear. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias [online]. 27(1), pp. 28-31, 2007. Available at: http://scielo.sld.cu/pdf/rcta/v27n1/rcta04118.pdf

[28] Cruz-Díaz, M., Cruz-Crespo, A., Acevedo-Pérez, M., Duffus- Scott, A., Najarro, R., y Díaz-Cedré, E.M., Parámetros de consumo de electrodos con cenizas y carbón de marabú en un revestimiento periférico. Centro Azúcar [en línea]. 52(e1109), pp. 1-12, 2023. Disponible en: https://centroazucar.uclv.edu.cu/index.php/centro_azucar/article/view/842/951

[29] Tylczak, J.H., Hawk, J.A., and Wilson, R.D., A comparison of laboratory abrasion and field wear results. Wear 225-229, pp. 1059-1069, art. 5, 1999. DOI: https://doi.org/10.1016/S0043-1648(99)00043-5

[30] Pintaude, G., Bernardes, F.G., Santos, M.M., Sinatora, A., and Albertin, E., Mild and severe wear of steel and cast iron in sliding abrasion. Wear 267, pp. 19-25, 2009. Available at: https://doi.org/10.1016/j.wear.2008.12.099

Cómo citar

IEEE

[1]
A. Cruz-Crespo, M. Cruz-Diaz, y R. Najarro-Quintero, «External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode», DYNA, vol. 93, n.º 241, pp. 112–118, may 2026.

ACM

[1]
Cruz-Crespo, A., Cruz-Diaz, M. y Najarro-Quintero, R. 2026. External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode. DYNA. 93, 241 (may 2026), 112–118. DOI:https://doi.org/10.15446/dyna.v93n241.123630.

ACS

(1)
Cruz-Crespo, A.; Cruz-Diaz, M.; Najarro-Quintero, R. External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode. DYNA 2026, 93, 112-118.

APA

Cruz-Crespo, A., Cruz-Diaz, M. & Najarro-Quintero, R. (2026). External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode. DYNA, 93(241), 112–118. https://doi.org/10.15446/dyna.v93n241.123630

ABNT

CRUZ-CRESPO, A.; CRUZ-DIAZ, M.; NAJARRO-QUINTERO, R. External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode. DYNA, [S. l.], v. 93, n. 241, p. 112–118, 2026. DOI: 10.15446/dyna.v93n241.123630. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/123630. Acesso em: 19 jul. 2026.

Chicago

Cruz-Crespo, Amado, Maykel Cruz-Diaz, y Rodolfo Najarro-Quintero. 2026. «External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode». DYNA 93 (241):112-18. https://doi.org/10.15446/dyna.v93n241.123630.

Harvard

Cruz-Crespo, A., Cruz-Diaz, M. y Najarro-Quintero, R. (2026) «External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode», DYNA, 93(241), pp. 112–118. doi: 10.15446/dyna.v93n241.123630.

MLA

Cruz-Crespo, A., M. Cruz-Diaz, y R. Najarro-Quintero. «External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode». DYNA, vol. 93, n.º 241, mayo de 2026, pp. 112-8, doi:10.15446/dyna.v93n241.123630.

Turabian

Cruz-Crespo, Amado, Maykel Cruz-Diaz, y Rodolfo Najarro-Quintero. «External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode». DYNA 93, no. 241 (mayo 7, 2026): 112–118. Accedido julio 19, 2026. https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/123630.

Vancouver

1.
Cruz-Crespo A, Cruz-Diaz M, Najarro-Quintero R. External coating with marabou ash and graphite to obtain hardfacing SMAW electrode. DYNA [Internet]. 7 de mayo de 2026 [citado 19 de julio de 2026];93(241):112-8. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/123630

Descargar cita

CrossRef Cited-by

CrossRef citations0

Dimensions

PlumX

Visitas a la página del resumen del artículo

73

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.