La Soldadura Por Fricción

La soldadura por fricciónagitación, desde su invención ha sido una técnica principalmente limitada por los altos costos y por su baja productividad, siendo esta última una de las principales desventajas. Para contrareestar estas desventajas se han disenado e implementado sistemas que incluyen robots de última generación, sin embargo, la utilizacion de estos sistemas implican un alto coste inicialy su desempeño continúa siendo limitado, principalmente debido a la magnitud de las fuerzas que se requieren en este proceso de soldado. Por lo anterior, es importante que se diseñen robots a bajo costo capaces de ejercer grandes fuerzas y con un espacio de trabajo amplio, al mismo tiempo que se contempla el abaratamiento de estos sistemas. En esta propuesta de proyecto se propone el diseño de unsistema robótico para soldadura de aluminio, que utilizando la técnica por friccion, se logre la implementación desde un sistema desde el cual realizar estudios que conlleven a la mejora de las técnicas de soldadura existentes en las utilizadas en el campo de la aeronáutica. Actualmente en el diseño y construcción de las aeronaves modernas se utilizan aleaciones de aluminio, que como es bienconocido, su soldadura no es un problema trivial, pues normalmente incluye procesos muy complicados y de muy alto costo, siendo por este motivo que el remachado de los componentes se ha estandarizado en la construcción de aeronaves Como requerimiento más importante que a su vez aglutina la mayoría de los objetivos del desarrollo de esta propuesta, el sistema deberá tener la capacidad para soldarlámina de aluminio entre 2 y 5 mm de grosor, que es el calibre utilizado en la construcción de los fuselajes de las aeronaves modernas. Cabe destacar que como características del robot deberán buscarse un rigidez que permita al robot la aplicación de las fuerzas y torques necesarios, la capacedad de un sistema de realimentación de fuerza que permita aplicar fuerzas y torques com presición, un sistema degeneración de trayectorias que permita el paso de la herramienta por la trayectorias deseada, el espacio de trabajo necesario que permita la soldadura de superficies lo más ámplias posibles.

En los últimos años, la técnica de soldadura por fricción agitación ha sido cada vez más reconocida como una buena opción respecto otros tipos de soldadura, como las soldaduras porarco en sus diferentes vertientes, principalmente cuando se trata de aleaciones que contienen aluminio, magnesio, cobre, zinc, plomo, acero, entre otros. La soldadura por fricción-agitación (del inglés Friction Stir Welding-FSW) es un proceso de unión de dos piezas que se realiza en estado sólido y que utiliza una herramienta cilíndrica de forma especial en su extremo (un perno y hombro en suextremo). El proceso se puede describir a grosor modo como la introducción de la herramienta, y posterior desplazamiento, en la unión de ambos materiales, generando presión contra los materiales mientras la herramienta gira. El objetivo es producir, debido a fricción, un incremento de la temperatura de esa zona, ablandando el material de los componentes soldados y adquiriendo un estado plástico.Posteriormente se desplaza la herramienta a lo largo de la costura, plastificando el material que encuentra a lo largo de su trayectoria y el material que deja atrás se solidifica, constituyendo la zona soldada. Una vez que se se ha realizado la unión de los elementos, se extrae la herramienta quedando un pequeño agujero que corresponde al perno de la herramienta. De entre las ventajas que tiene estatécnica, se destaca que una vez terminado el proceso, la unión presenta alta resistencia mecánica de la unión a fatiga, tracción y torsión, sin importar que los materiales involucrados pueden ser disimilares. Entre otras ventajas importantes se puede mencionar que en el proceso de soldado no necesita hilo de relleno ni gas protector evitando así humos tóxicos; tampoco se generan chispas o...