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APLICACIÓN FSW

Tanque de aluminio soldado por FSW

Elevando la fabricación de tanques de aluminio: combinar eficacia y resistencia con la soldadura por fricción-agitación (FSW).

placas de refrigeración por agua

¿Por qué elegir la soldadura por fricción-agitación para el ensamblaje de sus tanques de aluminio?

Los tanques de aluminio, utilizados en diversas aplicaciones como el almacenamiento de hidrógeno líquido para aviones, almacenamiento criogénico de hidrógeno y lanzadores espaciales, se benefician enormemente de la técnica FSW. Este método preserva efectivamente las propiedades mecánicas inherentes del material. Además, asegura un sellado hermético completo de los tanques, extendiendo significativamente su vida útil.

cold plate technology

100% a prueba de fuga

Sin riesgo de fuga (ya sea vacío a cualquier líquido). Proceso en estado sólido > Sin porosidad

fsw cold plate

Coste dividido por 2

Hasta dos veces más barato que la soldadura por arco o láser.

liquid cold plate welding

Alta resistencia

Hasta 280 bar (4000 psi) sin tratamiento térmico posterior.

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Reducción del peso hasta 2

Reemplazo del acero inoxidable por aluminio de alta resistencia (2000 o 7000).

Especificaciones técnicas de tanques soldados por FSW

Depósitos de Ø inferior a 300 mm

La fabricación de depósitos de 300 mm se revoluciona con la incorporación de la extrusión y la soldadura por fricción-agitación, que ofrecen una versatilidad sin igual, ya que las extrusiones pueden integrarse perfectamente con cualquier aleación de aluminio, facilitando así el proceso de montaje. El método de extrusión agiliza todo el flujo de trabajo de fabricación al eliminar la necesidad de soldadura longitudinal, simplificando así la complejidad del proceso de producción. Además, la adopción de extrusiones de aluminio no es sólo un movimiento estratégico para mejorar la eficiencia, sino que también sirve como una medida rentable, reduciendo significativamente los gastos generales de fabricación.

Depósitos de más de Ø 300 mm

Un depósito con un diámetro superior a 300 mm suele constar de varios componentes: el cuerpo (medio collet) y dos tapas de extremo.

Por consiguiente, el montaje de este tipo de depósito de aluminio requiere cuatro soldaduras FSW:

  • Una soldadura para unir la primera tapa al cuerpo, y otra para la segunda tapa.
  • Soldaduras adicionales iguales al número de paneles del cuerpo, que en este caso, requiere dos soldaduras.
motor controller assembly
water jacket welding

La soldadura por fricción-agitación es una técnica de soldadura sofisticada conocida por preservar meticulosamente las propiedades mecánicas del aluminio, mostrando un coeficiente de eficiencia de unión que varía entre 70 y 100%. Además, el FSW asegura tasas mínimas de defectos post-soldadura, repetibilidad impecable y la capacidad de soldar hábilmente aleaciones de aluminio de alto rendimiento, incluyendo AA2024-T3 y AA2219-T8. Una vez sometido a este proceso de soldadura superior, un tanque de hidrógeno criogénico no solo logra una integridad 100% impermeable, sino que también cumple con las estrictas demandas de calidad requeridas para tales aplicaciones.

Además, la aplicación de la soldadura por fricción-agitación desempeña un papel fundamental en el avance hacia una aviación de emisiones cero, al permitir el almacenamiento seguro y eficaz de hidrógeno líquido. Este enfoque no solo garantiza la integridad estructural necesaria para soportar las condiciones extremas asociadas al almacenamiento de hidrógeno a baja temperatura, sino que también está en consonancia con los objetivos de la industria aeroespacial en materia de alternativas de combustible sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.

La soldadura por fricción-agitación se emplea para la soldadura circunferencial de paneles de vehículos de lanzamiento, así como para la soldadura de tope de cúpulas, reduciendo efectivamente a la mitad los costes del proceso asociado. Esta técnica facilita la soldadura de aleaciones de aluminio de alto rendimiento en las series 2xxx y 7xxx. Estas aleaciones, fundamentales para la fabricación de lanzadores espaciales, eran anteriormente no soldables o presentaban considerables desafíos de soldadura.

Además, el FSW contribuye a la reducción del peso del lanzador espacial al permitir la soldadura de paneles más ligeros y reforzados. Estos paneles pueden acomodar refuerzos soldables de diversas formas, incluyendo configuraciones cruzadas, triangulares, axiales y circunferenciales. Los refuerzos, que pueden ser fabricados mediante procesos de mecanizado o extrusión, ofrecen versatilidad adicional y opciones en la construcción del lanzador.

motor controller assembly
Placa líquida personalizada

La utilización de la soldadura por fricción-agitación en el ensamblaje de tanques de oxígeno líquido ofrece una multitud de ventajas diseñadas para satisfacer las demandas únicas de esta aplicación específica:

  • FSW produce soldaduras 100% estancas, asegurando la máxima integridad en el contenedor de oxígeno líquido,
  • Además, confiere propiedades mecánicas superiores a los tanques, mejorando su robustez estructural y longevidad,
  • Además, el FSW muestra un nivel excepcional de repetibilidad en el proceso de soldadura, garantizando resultados consistentes y de alta calidad en cada tanque producido.

Soldadura por fricción-agitación aplicada a tanques de aluminio en tiempo real

cold plates welded by FSW
aluminum tanks welded with FSW

Detalle sobre la soldadura por fricción-agitación con pin retráctil: la solución para rellenar el agujero de salida

Un problema común en los sectores espacial y aeronáutico, el orificio de salida resultante del FSW, puede ser efectivamente llenado con un sistema de pin retráctil. En este imagen se ilustra una soldadura FSW circunferencial en un tanque de aluminio de 100 mm de diámetro, fabricado de aluminio de grado 2024-T3 con un grosor de 2.4 mm. Cabe destacar que el orificio de salida del extremo de la soldadura se rellena sin fisuras, aplicando la técnica del pin retráctil.

Para más información sobre el principio del pin retráctil, explore nuestro cabezal de soldadura FSW equipado con la función de pin retráctil.

soldadura por fricción agitación sin orificio de salida

Tanques de aluminio: preocupaciones clave para sectores críticos

El aluminio surge como la opción principal en los sectores aeroespacial y espacial para la construcción de tanques debido a su naturaleza ligera, su resistencia a la corrosión y el hecho de ser el equilibrio ideal de resistencia y flexibilidad. Una conductividad térmica excepcional juega un papel fundamental en la gestión de temperaturas criogénicas extremas. La personalización impulsa diseños innovadores de tanques alineándose con las restricciones presupuestarias, haciendo del aluminio una solución rentable.

En sectores críticos donde la precisión y el rendimiento son primordiales, la combinación de aluminio y FSW ofrece ventajas inigualables para el éxito de la misión.

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Para profundizar: recursos sobre tanques soldados mediante FSW

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Conferencia- 25 min – Retransmisión en diferido

Soldadura por fricción-agitación: un reductor de costes en la industria aeronáutica

Descubra la retransmisión de esta conferencia en la que se profundiza en el impacto transformador del FSW en varios sectores, incluyendo la fabricación de tanques, almacenamiento de hidrógeno, lanzadores espaciales, alternativas de remachado, eficiencia de materiales y aplicaciones de barra colectora.

Artículos de blog – 5 min

Tanque criogénico de hidrógeno: un concepto visionario para la aeronáutica

Soldadura por fricción-agitación: una revolución en la soldadura de aluminio

Libro blanco – 20 min

Soldadura por fricción-agitación: principios y tendencias

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Libro blanco – 20 min

Soldadura por fricción-agitación: aplicaciones

Descubra su guía completa de aplicación de FSW. En este libro blanco, exploramos una variedad de aplicaciones donde la soldadura por fricción-agitación ofrece numerosos beneficios, incluyendo tanques de aluminio.

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