Aluminio

II CAIM 2010 Segundo Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica

San Juan - Noviembre 2010

SOLDADURA POR FRICCION AGITACIÓN (FSW) DE ALUMINIO
Ariel Burgos (1), Hernán Svoboda (2, 4) y Estela Surian (1, 3)
(1)

Secretaría de investigación - Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de Lomas de Zamora Camino de Cintura y Juan XXIII, Lomas de Zamora, Buenos Aires, Argentina Tel/Fax:+54-01142827880 - E-mail: arielburgo@gmail.com

(2)

Laboratorio de Materiales y Estructuras - Facultad de Ingeniería INTECIN, Universidad de Buenos Aires, Las Heras 2214, C.A.B.A., Argentina
(3)

DEYTEMA – Centro de Desarrollo y Tecnología de Materiales - Facultad Regional San Nicolás Universidad Tecnológica Nacional - Colón 332, San Nicolás, Buenos Aires, Argentina

(4)

Consejo Nacionalde Investigaciones Científicas y Técnicas, Av. Rivadavia 1917, C.A.B.A., Argentina

RESUMEN El proceso de soldadura por fricción-agitación (FSW) fue patentado en 1991 [1] por el Instituto Inglés de Soldadura (The Welding Institute), convirtiéndose en uno de los más revolucionarios de los últimos tiempos. Permite la soldadura de diversos materiales en fase sólida sin necesidad de utilizarconsumibles para lograrlo. Sus principales ventajas radican en bajos requerimientos de preparación de junta y ausencia de refuerzos, logrando un menor nivel de tensiones residuales sin registrar defectos de solidificación, cuestión que se traduce en una alta productividad y excelentes propiedades mecánicas de la unión soldada, superiores a las obtenidas por procesos convencionales. Inicialmente fuedesarrollado para la soldadura de aluminio y sus aleaciones, dado que los procesos por arco eléctrico presentaban dificultades para obtener soldaduras con bajos niveles de defectos [2]. El objetivo del presente trabajo fue estudiar las soldaduras de un aluminio AA1050 de 3 mm de espesor, obtenidas por el proceso de FSW, analizando el efecto de las geometrías de herramienta y de las variables de dichoproceso sobre las características del cordón de soldadura generado y de sus propiedades mecánicas resultantes. A este fin, se empleó una máquina herramienta adaptada [3] y se analizaron dos geometrías de herramienta: pin cónico y pin cuadrado, a partir de las cuales se realizaron dos tipos de soldaduras: juntas a tope y cordón sobre chapa. Se evaluaron diversos parámetros de proceso: velocidad derotación, velocidad de avance y fuerza axial. Sobre las uniones soldadas se caracterizó la macroestructura, se realizaron perfiles de microdureza y se evaluaron las propiedades mecánicas a través de ensayos de tracción, plegado de cara y de raíz. Se obtuvieron uniones libres de defectos con buenas propiedades mecánicas para ambas geometrías analizadas. Sin embargo, en ciertos casos, se observó lapresencia de defectos en la raíz de las uniones soldadas, típicos de la aplicación de este proceso en espesores finos [4]. Palabras Claves: Soldadura por fricción–agitación, FSW, aluminio, macroestructura, propiedades mecánicas.

Segundo Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica II CAIM 2010 - San Juan - Noviembre 2010

1. INTRODUCCIÓN El proceso de FSW, es un método de soldadura en estadosólido ideado por The Welding Institute (TWI) a comienzos de los años 90 y patentado en 1991[1], demostrando tener un gran potencial para la realización de uniones de cualquier tipo de aleación y en especial de aleaciones no ferrosas de bajo punto de fusión, donde las aleaciones de aluminio ocupan un lugar de privilegio. En FSW se emplea una herramienta no consumible compuesta principalmente por unhombro cilíndrico y un pin concéntrico en el extremo inferior, el cual se inserta en el material a soldar aplicando una fuerza axial al mismo tiempo que se le imprime un movimiento de rotación y de traslación. En la Figura 1 se observa un esquema del proceso FSW y sus principales variables.

Figura 1. Esquema del proceso de soldadura por FSW [1].

Se procede a la inserción de la herramienta...