Diseño y puesta a punto de un equipo de soldadura por fricción rotacional (2022)
Spa: Las técnicas tradicionales de soldadura dependen de múltiples variables, como por ejemplo la experticia del soldador, el aporte de calor y el metal de aporte, entre otras, para la obtención de uniones que presenten excelentes propiedades mecánicas y metalúrgicas. Una falla en estas variables puede ocasionar defectos e indicaciones importantes que comprometen la integridad de toda una operación. La soldadura en estado sólido cumple con estas expectativas, presentando múltiples ventajas, es por ello que para este proyecto se planteó el diseño y construcción de un equipo de soldadura por fricción rotacional (FRW) para el desarrollo de esta técnica a nivel investigativo para posteriormente aplicarlo en la industria colombiana. El diseño involucró cálculos mecánicos para probetas menores de 14 mm de diámetro y el manejo de software de diseño asistido por computadora (AUTOCAD) para el modelado y trazado del equipo, además de manuales de usuario. Durante la construcción se realizaron diferentes pruebas de ensayo y error para la calibración del mismo. Paralelamente se calculó las dimensiones de las probetas cilíndricas tanto para la soldadura como para las pruebas de tensión. Finalmente, la evaluación del desempeño alcanzado, se llevó a cabo mediante pruebas de soldadura a probetas cilíndricas de acero AISI-SAE 1020 con un diámetro de 14mm, bajo una presión de calentamiento de 2,5 bares y presión de forja de 40 bares en 1500 y 1900 RPM. La calidad de la soldadura se evaluó mediante pruebas de dureza, pruebas de tensión de formación, análisis de inspección visual a través de la metalografía para las secciones de interés, así como, la comparación en la disminución del tamaño de la probeta e inclusive el tamaño de las bandas de calentamiento. Los resultados arrojaron que para un acero AISI-SAE 1020 bajo los parámetros mencionados, la velocidad de rotación más indicada es de 1500 RPM, obteniendo una disminución de 5.32% en la resistencia a la tensión con respecto al del metal base, y en la interfaz de la soldadura se presenta un incremento de dureza de 29.82%