Señales Vibroacústicas Para Evaluar Geometrias De Herramienta en La Soldadura Por Friccion Agitacion (original) (raw)
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Mecánica Computacional, 2019
Resumen. En el presente trabajo se desarrolló un modelo FEM para el proceso de Soldadura por Fricción y Agitación por punto (FSSW) utilizando el método Lagrangiano Euleriano ALE. Se consideraron dos geometrías de herramienta, pin y pinless, una condición de soldadura para la primera, y dos para la segunda que equivalen a la indentación de hombro y pin de la primera herramienta. Estas condiciones fueron resueltas y comparadas con resultados experimentales de trabajos anteriores, que consisten en uniones disimilares realizadas por este métodos de chapa a solape de Aleación de Aluminio AA5052 de 1mm de espesor con chapa de 0,65mm de espesor de acero de bajo carbono. Se compararon temperaturas, desplazamientos y deformaciones. El modelo verifica que la herramienta pinless produce desplazamientos y deformaciones excesivas en la chapa superior y menor sección efectiva de unión respecto a la herramienta pin para granden indentaciones, respecto de la herramienta con pin. El modelo predice muy bien la zona agitada para ambas herramientas, así como la forma de la carga axial. Se observa que el calor total máximo en unos 3 segundos se encuentra entre 8 y 1, 8KW para diferentes condiciones de soldadura y el mecanismo de fricción es considerablemente mayor que el de deformación plástica.
Análisis De Defectos En Soldadura Por Fricción-Agitación Mediante Un Modelado 3d
2006
El proceso de soldadura por friccion-agitacion o “Friction Stir Welding” (FSW) es un metodo de soldadura desarrollado por el instituto “The Welding Institute” (TWI) de Inglaterra en 1991(M.W. Thomas et al., GB Patente No. 9125978.8(1991)). Es un nuevo concepto en soldadura en fase solida por friccion especialmente apto para la soldadura del aluminio y sus aleaciones, pero actualmente se estan haciendo avances en su aplicacion a aceros de medio carbono y aceros inoxidables. El equipo de soldadura consta de una herramienta que gira y se desplaza sobre la union de dos piezas restringidas. Parte de la herramienta se inserta dentro de las piezas a soldar. La union se produce por el calentamiento por friccion que experimentan las piezas, induciendo un comportamiento pastoso/viscoso del material y el correspondiente flujo entre las piezas a unir. Las variables principales de este proceso son la geometria de la herramienta, las velocidades de avance y rotacion de la herramienta, la inclinac...
Análisis Bidimensional Del Flujo De Material en Soldadura Por Fricción-Agitación
2007
The process of Friction Stir Welding (FSW) is a welding method developed by The Welding Institute (TWI) of England in 1991 (1). It is a new welding concept in solid phase by friction particularly apt for the welding of components made of aluminum and its alloys being capable, in certain cases, of replacing the conventional arc welding process with advantages. The numerical modeling of this process allows predict the behavior without the need of specified test, accelerating the design process, lowering costs and optimizing the technological variables to use (2, 3). In this work a friction stir welding process bi-dimensional model was solved by general purpose finite element program. A viscous flow formulation was used, where the material mechanical properties was represented by a constitutive law for aluminum at height temperature. For the determination of temperature field, the internal heat generation by material plastic deformation was considered. The case was solved by a coupled ...
La medición del torque durante el procesamiento de materiales metálicos es de vital importancia para determinar y plantear estrategias que busquen la reducción del consumo energético mediante la variación de parámetros que afecten su valor. La soldadura por fricción agitación es uno de los procesos de unión más exitosos de reciente incorporación en la industria metalmecánica. Este proceso consiste en la unión de dos piezas en estado sólido usando una herramienta no consumible, la cual, mediante fricción (temperatura) y agitación (deformación plástica) del material produce una junta permanente libre de estructuras y defectos propios de la solidificación. En este trabajo se realiza la medición del torque en tiempo real con un sistema inalámbrico durante la soldadura por fricción-agitación de aleación de aluminio de la serie AA1xxx. Se obtuvieron curvas del ciclo completo de la variación del torque durante todas las etapas del proceso de soldadura mostrando un comportamiento particular desde la penetración de la herramienta hasta la finalización del cordón. Fue posible determinar el torque experimentado durante el tiempo efectivo de soldadura, este último de amplio interés para calcular la potencia consumida durante el proceso. El torque medido fue aproximadamente 6,0 N-m, valor coherente con otros autores.
Análisis Térmico en Soldadura Por Fricción
2000
El proceso de soldadura por fricción o "Friction Stir Welding" (FSW) es un método de soldadura desarrollado por el (TWI) "The Welding Institute" de Inglaterra en 1991 1. Es un nuevo concepto en soldadura en fase sólida por fricción especialmente apto para la soldadura del aluminio y sus aleaciones y ofrece aspectos interesantes pudiendo en muchos casos reemplazar con ventaja a los procesos usuales por arco. El equipo de soldadura consta de una herramienta que gira y se desplaza sobre la unión de dos chapas restringidas 2. La unión se produce por el calentamiento por fricción que experimentan las mismas produciendo un comportamiento pastoso/viscoso del material y el correspondiente flujo entre las chapas a unir El modelado numérico del proceso, permite predecir comportamientos sin necesidad de ensayos específicos, pudiendo acelerar los procesos de diseño, bajando los costos y optimizando las variables tecnológicas a utilizar 3,4. En este trabajo se modela el proceso de soldadura por fricción, mediante la utilización de un programa de elementos finitos de propósito general, reproduciendo el mapa térmico y la distribución del flujo del material. Se presentan desarrollos experimentales con mediciones de la distribución de temperaturas obtenidas por termografía y su análisis comparativo con los resultados numéricos.
SOLDADURA POR FRICCION AGITACIÓN (FSW) DE ALUMINIO
El proceso de soldadura por fricción-agitación (FSW) fue patentado en 1991 [1] por el Instituto Inglés de Soldadura (The Welding Institute), convirtiéndose en uno de los más revolucionarios de los últimos tiempos. Permite la soldadura de diversos materiales en fase sólida sin necesidad de utilizar consumibles para lograrlo. Sus principales ventajas radican en bajos requerimientos de preparación de junta y ausencia de refuerzos, logrando un menor nivel de tensiones residuales sin registrar defectos de solidificación, cuestión que se traduce en una alta productividad y excelentes propiedades mecánicas de la unión soldada, superiores a las obtenidas por procesos convencionales. Inicialmente fue desarrollado para la soldadura de aluminio y sus aleaciones, dado que los procesos por arco eléctrico presentaban dificultades para obtener soldaduras con bajos niveles de defectos . El objetivo del presente trabajo fue estudiar las soldaduras de un aluminio AA1050 de 3 mm de espesor, obtenidas por el proceso de FSW, analizando el efecto de las geometrías de herramienta y de las variables de dicho proceso sobre las características del cordón de soldadura generado y de sus propiedades mecánicas resultantes. A este fin, se empleó una máquina herramienta adaptada [3] y se analizaron dos geometrías de herramienta: pin cónico y pin cuadrado, a partir de las cuales se realizaron dos tipos de soldaduras: juntas a tope y cordón sobre chapa. Se evaluaron diversos parámetros de proceso: velocidad de rotación, velocidad de avance y fuerza axial. Sobre las uniones soldadas se caracterizó la macroestructura, se realizaron perfiles de microdureza y se evaluaron las propiedades mecánicas a través de ensayos de tracción, plegado de cara y de raíz. Se obtuvieron uniones libres de defectos con buenas propiedades mecánicas para ambas geometrías analizadas. Sin embargo, en ciertos casos, se observó la presencia de defectos en la raíz de las uniones soldadas, típicos de la aplicación de este proceso en espesores finos [4].
Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI, 2013
En esta investigación se realiza un análisis para el modelado y la caracterización de los parámetros del proceso de soldadura por fricción agitación (FSW) a partir de las señales vibro-acústicas generadas por el proceso. El modelo se basa en una red neuronal empleada para predecir los parámetros del proceso de soldadura a partir de la medición on-line de las señales generadas durante su ejecución. En los ensayos se han soldado chapas de aluminio AA1050 H24 con 3mm de espesor, y las señales del proceso de soldadura han sido adquiridas empleando un sistema de adquisición NI USB-9234. Como entradas para el modelo basado en la Red Neuronal Artificial (RNA) se han empleado parámetros de caracterización de las señales a partir de la señal temporal y su descomposición a partir de la aplicación de Transformada Wavelet. Como salidas del modelo se han escogido los parámetros del proceso: velocidad de rotación, avance y diseño de la herramienta. Se ha empleado una red multicapas feed-forward, estudiándose diferentes topologías y algoritmos de entrenamiento. Los resultados obtenidos a partir de la comparación de los datos experimentales y los estimados por la RNA, demuestran la validez del modelo obtenido a partir de las investigaciones, el cual abre la puerta a avances en el control automático de los parámetros del proceso a partir de las señales vibro-acústicas, como línea natural de continuidad para futuras investigaciones.
Efecto De La Oscilación en La Geometría De Soldaduras Superficiales Aplicadas Con Gmaw Cortocircuito
Revista Colombiana De Materiales, 2012
El siguiente artículo analiza como la oscilación en soldaduras superficiales (BOP) con proceso GMAW por cortocircuito (GMAW-A1) afecta la geometría superficial de los cordones de soldadura. Las soldaduras se aplicaron con parámetros eléctricos que garantizan un proceso GMAW-A1 estable, junto con la variación de dos parámetros de la técnica de aplicación: la velocidad transversal y la amplitud. Los datos experimentales se obtuvieron a partir de inspección visual, líquidos penetrantes, método de réplica plástica y macroataque. Los resultados encontrados sugieren una relación entre la técnica de aplicación y la forma de las soldaduras, vistos como un cambio representativo en la apariencia de los cordones (surcos/longitud y porcentaje de llenado) y variaciones importantes en la morfología (refuerzo, ancho, ángulo cara/metal base, radio de pie y mojabilidad), influenciados principalmente por la velocidad trasversal. De acuerdo con lo anterior se propone una forma de expresar el concepto de geometría con parámetros objetivos y numéricos que puedan ser usados para llevar a cabo criterio objetivo de aceptación o rechazo de las soldaduras.