Optimización de las propiedades de una soldadura por fricción y agitación (FSW) en chapas de aluminio

Abstract

A finales de 1991 fue concebido y desarrollado por The Welding Institute (TWI) un nuevo método de soldadura, el cual se denominó Friction Stir Welding (FSW). Este nuevo proceso demostró a lo largo de estos últimos años tener un gran potencial para la realización de cualquier tipo de uniones, en especial para aleaciones de aluminio. En el proceso FSW una herramienta cilíndrica compuesta de dos cuerpos, el hombro y el pin, la cual gira a un determinado número de revoluciones, es introducida lentamente por una fuerza axial, entre la línea de unión de las dos chapas o placas a unir, las cuales se encuentran dispuestas a tope una con otra. El calor de fricción es generado por el contacto entre el hombro de la herramienta de soldadura giratoria con la superficie de las chapas a soldar y la deformación del material promovida por el pin de la herramienta. Este calor provoca un ablandamiento del material, sin llegar a la fusión, favoreciendo la deformación del mismo. El movimiento de rotación y avance de la herramienta promueve un flujo y mezclado del material desde un borde hacia el otro de la soldadura, lo cual conduce a la unión, en estado sólido, entre las dos piezas. Entre las principales variables a considerar en el proceso de soldadura FSW, las cuales son fácilmente controladas, se destacan: - Velocidad de rotación de la herramienta. - Fuerza axial que se aplica sobre la herramienta. - Velocidad de avance de la herramienta. El diseño de la herramienta juega un importante rol en la calidad final de la soldadura, como así también, en la velocidad de soldadura. En el desarrollo del presente trabajo se persiguió la hipótesis de que la reducción del calor aportado al material se traduce en un aumento en las propiedades mecánicas de la zona del cordón de soldadura, debido a que no se activarían los mecanismos térmicos que las reducen. La forma de controlar el calor aportado por la herramienta es mediante la modificación de la velocidad de giro y de avance de la misma.