Caracterización del proceso de soldadura por puntos por fricción agitación empleando el análisis de señales vibroacústicas

Resumen

La soldadura juega un papel importante dentro de los procesos industriales, entre los más conocidos podemos citar: los de soldadura por arco eléctrico con electrodo consumible y no consumible; la soldadura en fase sólida (soldadura en frío, por fricción, por explosión, por ultrasonido, por difusión, entre otras); soldadura por oxigás, etc.. A finales del siglo pasado, en 1991, surge en el Reino Unido, un nuevo proceso de unión de metales, la soldadura por fricción – agitación (FSW), por sus siglas en inglés (Friction Stir Welding) Este innovador proceso, nació por la necesidad de lograr uniones soldadas que son imposibles obtener mediante las técnicas convencionales de soldadura por fusión, como es el caso de algunas aleaciones de aluminio que se emplean en la industria aeroespacial, automotriz y en otros sectores industriales de relevancia. Un avance más es el proceso de soldadura por fricción agitación por puntos (Friction Stir Spot Welding) – (FSSW) que se crea como una alternativa al método de soldadura por puntos por resistencia RSW. En el presente trabajo además de revisar la bibliografía existente hasta la fecha, realizar una descripción detallada de los materiales y metodologías empleadas en el desarrollo de la investigación, se analizan y discuten los resultados experimentales obtenidos a partir de la caracterización y estudio de las señales vibroacústica emitidas durante el proceso y la realización de los ensayos mecánicos a la unión disimilar soldada mediante FSSW. Se realiza un análisis del comportamiento de la envolvente de la señal durante el proceso y de la influencia de los parámetros del proceso de FSSW en su forma. También se establece una analogía entre las envolventes de las señales vibroacústicas con las fuerzas durante el proceso y las propiedades mecánicas de la unión, además se realiza el análisis macrográfico de las soldaduras. En el mismo se demuestra la factibilidad de la aplicación de la técnica para el estudio de este tipo de proceso. Como foco de atención para el análisis se encuentran las técnicas de análisis de señales vibroacústicas, y su correlación con los parámetros del proceso y las propiedades mecánicas de la unión. Básicamente se estudian los parámetros; velocidad de rotación de la herramienta y el tiempo de espera; evaluando también su incidencia en las propiedades mecánicas de la unión soldada. Finalmente se demuestra que las señales vibroacústicas pueden ser empleadas como técnica no invasiva en la detección de las etapas del proceso y fuerzas durante el proceso FSSW, lo que constituye el principal aporte de este trabajo.