Caracterización de defectos por SEM de una soldadura por fricción y agitación (FSW) en chapas de aleación de aluminio

Abstract

La soldadura por fricción y agitación es un proceso de unión de materiales en fase sólida. Una herramienta cilíndrica con un movimiento de rotación se introduce en la línea de soldadura por medio de una fuerza axial, el roce producido por la herramienta con el material base produce un aumento en la temperatura suficiente para llevar el material a un estado plástico en el cual es capaz de fluir y así lograr la unión. Durante los últimos años el grupo de trabajo que desarrolla este proceso en la Facultad de Ingeniería, ha logrado obtener soldaduras sanas en chapas de aluminio de alta resistencia, dentro de los parámetros de las normas correspondientes. Pero al someter a las uniones a ensayos de tracción, se ha podido observar un comportamiento errático en los resultados. Este fenómeno motivó al análisis de las muestras mediante microscopía electrónica para intentar explicarlo, desde la microestructura de la soldadura. Los resultados obtenidos muestran la nucleación de micro defectos en las uniones de diferentes morfologías. Las dos preponderantes son la aparición de agrupaciones de poros ordenados en las superficies de deformación experimentadas por el material y un segundo tipo de defecto que aparenta ser una ruptura a través del borde de grano del material. Lo encontrado mediante este análisis permitió plantear una serie de hipótesis al respecto de la generación de estas discontinuidades. Entre estas, surgió la relación que todo este conjunto de fenómenos puede tener con la temperatura equicohesiva del material. Si esta hipótesis se corrobora, se podría explicar de buena manera, el comportamiento mecánico de la unión en función a las variables de entrada del proceso.