Análisis Bidimensional Del Flujo De Material en Soldadura Por Fricción-Agitación (original) (raw)
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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...
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 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.
Revista Latinoamericana De Metalurgia Y Materiales, 2014
resistencia a la tensión en juntas obtenidas por el proceso de soldadura por fricción-agitación (SFA), en función de la velocidad de rotación de la herramienta y la velocidad de soldadura. Las uniones fueron soldadas con una máquina fresadora convencional DECKEL FP4M con capacidad de 3 HP y un pin cilíndrico roscado. Las uniones soldadas se realizaron variando la velocidad de rotación y la velocidad soldadura de la herramienta con el fin de analizar el efecto de estos parámetros sobre la microestructura y la resistencia a tensión de las juntas. En las imágenes microscópicas se aprecia claramente el efecto de la recristalización dinámica en la Zona Agitada (ZA). Los perfiles de microdureza presentan la típica forma de W y revelan junto con la metalografía realizada a las muestras ensayadas a tensión que la Zona Afectado por el Calor (ZAC) es la más débil de las zonas microestructurales de la junta. La mayor resistencia a la tensión de las juntas soldadas de la aleación de aluminio AA 6261-T5 por SFA fue obtenida utilizando el pin cilíndrico roscado, (191,63 MPa) a una velocidad de soldadura 315 mm/min y una velocidad de rotación de 1600 rpm.
Proceso De Soldadura Por Transferencia De Metal en Frio
El proceso de soldadura por transferencia de metal frio, es la evolución del proceso GMAW, pero incorpora una nueva técnica, para desprender las gotas de metal de aporte, logrando transferir el metal con una muy baja intensidad de calor. El resultado puede ser descrito como una alternada secuencia calor-fríocalor- frío que reduce en gran medida la presión del arco. La combinación de una reducción de aporte térmico y la ausencia de chisporroteo hacen posible el uso de soldadura para aplicaciones que no habría sido posible antes, además que entrega beneficios como una mayor productividad, menos rechazos y menos acabado soldadura.
Mecánica Computacional, 2019
Palabras clave: Soldadura por Fricción y Agitación; Modelado Numérico; CFD; Aleación de Aluminio; Flujo Plástico Resumen. En el presente trabajo se desarrolló un modelo por Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) que considera el fenómeno de arrastre de forma volumétrica. Para el ajuste se utilizaron ciclos térmicos experimentales de trabajos anteriores, basados en uniones soldadas a tope por este método de chapa de AA5052 de 3 mm de espesor. Se obtiene muy buena relación entre los ciclos térmicos del modelo y los medidos, así como de las macrografías con la zona agitada propuesta por el modelo. El calor por arrastre es predominante en toda las condiciones y respecto del calor total su contribución varía del 70 % al 95 % aproximadamente para condiciones extremas. Se modificaron las condiciones de ablandamiento del material por temperatura y el deslizamiento entre la chapa-herramienta, y se evaluó su influencia en la generación de calor, resultando en variaciones de hasta el 15 % y un 45 % respectivamente para condiciones extremas, lo cual hace a ambos fenómenos de suma importancia en el modelado de este proceso.
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.
Revista Latinoamericana De Metalurgia Y Materiales, 2012
Este artículo estudia el comportamiento mecánico de soldaduras por fricción-agitación de punto, SFAP, en láminas de aluminio AA6063-T5, realizadas en una fresadora universal y en una máquina para esta técnica de soldadura. El análisis de la microestructura de las uniones soldadas, permitió correlacionar los cambios microestructurales, ocasionados por el efecto térmico y de la deformación plástica del proceso de soldadura, con las propiedades mecánicas encontradas en las soldaduras. Adicionalmente se realizó la comparación del comportamiento a carga estática de las juntas por SFAP con uniones por remaches. Los resultados mostraron que las uniones soldadas superan en un 100 % el comportamiento a tensión/cortante de las juntas remachadas, presentando tipo de falla de fractura interfacial. Los valores de microdureza en la zona agitada son comparables con los del metal base y se evidencia una reducción drástica en la zona termo-mecánicamente afectada que facilita la falla en condición de carga estática. El análisis microestructural muestra un refinamiento de grano del 90 % en la zona agitada respecto del metal base, que explica los valores más altos de microdureza en esta zona. Se encontró una ligera superioridad en el comportamiento mecánico de las soldaduras realizadas en la máquina estándar frente a las realizadas en la fresadora universal atribuida al control de parámetros en el proceso.