Asdad

2do Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencia y Tecnología de Materiales – Posadas – Misiones, 16 - 17 Octubre 2008.

MÁQUINA PARA SOLDADURA POR FRICCIÓN
F. S. López (1) (2) y L. V. Andrade (1)
Director/es: Telmo Strohaecker (1) Departamento de Metalurgia - Universidade Federal do Rio Grande so Sul – Osvaldo Aranha, 99 – Porto Alegre – RS - Brasil (2) Departamento de Mecánica -Universidad Nacional de Misiones – Oberá - Misiones Email: flopez@demet.ufrgs.br TÓPICO: SOLDADURA RESUMEN El proceso de soldadura por Friction Hydro Pillar es uno de los métodos de soldadura en estado sólido cada vez más estudiados y utilizados por los países tecnológicamente avanzados. Tiene gran potencial para ser utilizado en reparo de fisuras y otros defectos en secciones de gran espesura. Consiste enla realización de un agujero en la fisura y el rellenado con un perno rotativo consumible. Fisuras de mayor longitud son reparadas repitiendo el proceso de manera que se superpongan unas con otras. El calor generado en el proceso proviene de la fricción y de la deformación plástica inducida por la rotación-compresión de la herramienta generando temperaturas de 0.6 a 0.8 de la temperatura defusión del material. La ausencia de una fase de fusión elimina defectos como porosidades, inclusiones y rechupes, que frecuentemente aparecen en la soldadura convencional por fusión. Con el objetivo de determinar y cuantificar los parámetros que gobiernan el proceso, se ha construido una máquina para realizar este tipo de soldadura con la posibilidad de variar y registrar las velocidades de rotación yde carga sobre el cuerpo de prueba. El dominio de estos parámetros permitirá conseguir nuevas alternativas para reparo de estructuras off-shore, oleoductos submarinos, tubería de transporte de gas, reparos y mantenimiento de navíos. Palabras claves: Soldadura por fricción, FHPP, Maquina para soldar INTRODUCCIÓN La soldadura por fricción de pernos consumibles es caracterizada como una soldadura enestado sólido, ya que se produce la unión de los componentes sin fusión significativa de los materiales base. Esta tecnología es concebida, principalmente, como una técnica de reparo de fisuras en estructuras de plataformas, barcos y tuberías. Como se trata de un proceso sin fusión está libre de defectos típicos de la soldadura de arco, como porosidades y rechupes. Entre otras, presenta lassiguientes ventajas: Tiene gran potencial para ser utilizado bajo el agua No requiere gas de protección No emite radiación ni humos nocivos. Puede ser automatizado Cortos ciclos de operación. Existen dos requerimientos fundamentales para obtener una buena soldadura, primero, los materiales deben ser forjables, segundo, que los materiales generen fricción en la interfase de contacto. La primera condiciónelimina los materiales frágiles como cerámicas, hierros fundidos, etc. la segunda, elimina materiales autolubricantes [1]. PROCESO DE SOLDADURA POR FRICCIÓN DE PERNOS CONSUMIBLES La técnica de soldadura por fricción de pernos consumibles, conocido en la literatura como FHPP (Friction Hydro Pillar Processing) implica rotar un perno consumible coaxialmente dentro de un agujero
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F. S. López yL. V. Andrade
circular bajo una carga axial aplicada. El material plastificado en la interfase rotacional es mantenido en una condición suficientemente viscosa para que fuerzas hidrostáticas, axiales y radiales, sean transmitidas, hacia el interior del agujero, permitiendo que se consiga la unión metalúrgica [1] La patente del proceso fue otorgada a TWI (The Welding Institute) en 1993. En laFigura 1 se muestra una secuencia del proceso, se muestra la chapa base en corte para una mejor visualización. El perno es introducido en el agujero con una velocidad rotacional y una carga pré establecida. Después de un tiempo definido o una cantidad de burn-off (quema) la rotación para y la carga, generalmente, es aumentada por algunos segundos.

Figura 1 Principio de la soldadura por fricción...