APLICACIÓN FSW

Bandejas para baterías soldadas por FSW

Carcasas de batería de aluminio ligeras y resistentes a los golpes, con una resistencia de soldadura próxima a la del metal base.

bandejas para baterías soldada por fricción-agitación

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

Las bandejas para baterías son componentes estructurales clave para vehículos eléctricos e híbridos, ferrocarriles y otras aplicaciones industriales. Tradicionalmente ensambladas mediante soldadura MIG/TIG, estas carcasas se fabrican cada vez más con soldadura por fricción-agitación (Friction Stir Welding, FSW) para conseguir juntas estancas, una construcción ligera y un excelente comportamiento en caso de colisión. Con la soldadura FSW, los fabricantes obtienen ventajas técnicas que mejoran directamente la seguridad, la durabilidad y la rentabilidad.

high crash resistance in battery trays

Alta resistencia a los choques

La resistencia de la soldadura FSW es cercana a la del metal base, lo que permite que la soldadura acepte una gran deformación plástica.

fundición a presión montaje estanco

Sin riesgo de fugas

La soldadura en estado sólido elimina la porosidad, creando una bandeja sellada que protege los componentes internos de los elementos externos.

full aluminium battery trays

Completamente en aluminio

La bandeja de la batería está fabricada en aluminio, lo que da como resultado una bandeja ligera, de bajo coste, totalmente reciclable y con una excelente transferencia térmica.

montaje de alta resistencia

Mayor resistencia

La soldadura FSW ofrece una resistencia mecánica 2 veces mayor que MIG o TIG. Esto se traduce en una reducción de peso del 10%.

montaje de bajo coste

Coste dividido por 10

La FSW elimina la necesidad de material de relleno, gas de protección y extensos trabajos de repaso, lo que hace que la producción sea mucho más rentable.

Especificaciones técnicas de las bandejas para baterías soldadas por FSW

Diseño de bandeja de batería para su fabricación mediante soldadura FSW

Las bandejas para baterías pueden fabricarse mediante distintos procesos en función de la complejidad del diseño, el volumen de producción y los requisitos de rendimiento. Cada método de fabricación ofrece ventajas específicas en cuanto a peso, coste e integración de características funcionales.

  • Bandeja de batería totalmente extruida: Fabricada íntegramente con perfiles de aluminio extruido, este diseño ofrece una excelente relación resistencia-peso y un rendimiento térmico uniforme. Ideal para aplicaciones ligeras con geometrías más sencillas y requisitos de alta rigidez.
  • Bandeja de batería híbrida de extrusión + fundición a presión: Combina perfiles extruidos para secciones estructurales con componentes fundidos a presión para geometrías complejas. Este enfoque equilibra la reducción de peso, la flexibilidad de diseño y la rentabilidad, por lo que resulta adecuado para la producción a mediana y gran escala.
  • Bandeja de batería totalmente fundida a presión: Fabricada íntegramente mediante fundición a presión, lo que permite integrar formas complejas, puntos de montaje y características de sellado en una sola pieza. Ideal para la producción de grandes series en las que se requiere una gran complejidad geométrica.
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Herramienta FSW: Seleccionar la herramienta FSW adecuada es crucial al soldar bandejas de batería. Las dimensiones de la herramienta, el diseño del hombro, el perfil del pin y la aleación de aluminio influyen directamente en la penetración y la calidad de la soldadura. En las bandejas de batería, donde tanto la resistencia al impacto como la estanqueidad son críticas, la herramienta debe adaptarse cuidadosamente a la geometría de cada unión para garantizar resultados repetibles.

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Diseño del utillaje de sujeción: Una sujeción adecuada es esencial para evitar huecos, distorsiones o desalineaciones durante la soldadura de grandes bandejas de batería. Dada su tamaño y complejidad, se requieren dispositivos de sujeción específicos para mantener la planitud de los componentes extruidos o de fundición a presión. En Stirweld, ofrecemos soluciones de sujeción a medida que aseguran la bandeja durante todo el proceso, garantizando precisión y soldaduras sin defectos.

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Parámetros de soldadura: El rendimiento de las bandejas de batería depende de parámetros FSW cuidadosamente ajustados, como la velocidad de rotación de la herramienta, la velocidad de soldadura, la fuerza Z y la profundidad de penetración. Estos ajustes influyen en la resistencia final de la unión, así como en su capacidad de estanqueidad. Mediante pruebas de prototipado, nuestros ingenieros identifican la ventana de parámetros óptima, lo que da como resultado soldaduras robustas que protegen los componentes internos y cumplen con las normas de seguridad.

Parámetros de soldadura por fricción-agitación para bandejas de baterías
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Sección transversal metalográfica

El análisis de la sección transversal confirma la ausencia de porosidad y de penetración incompleta en las uniones FSW. En las bandejas de batería, esta inspección garantiza líneas de sellado continuas que son esenciales para proteger los módulos en el interior.

water cooling plates

Prueba de tensión

La prueba de tracción mide la resistencia estática de las uniones soldadas de acuerdo con las normas ISO. En las bandejas de batería, valida que las costuras soldadas puedan soportar cargas mecánicas y vibraciones durante el funcionamiento del vehículo.

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Prueba de doblado

El prueba de doblado en S evalúa la ductilidad doblando la soldadura para comprobar su resistencia a la fisuración. Esta prueba demuestra la capacidad de las soldaduras de las bandejas de batería para absorber deformaciones manteniendo su integridad.

liquid cold plate test

Inspección visual

Se realiza una inspección visual para detectar rebabas excesivas y confirmar el correcto ajuste de la presión de la herramienta. Cualquier irregularidad puede indicar posibles defectos en la soldadura FSW.

Soldadura por fricción-agitación aplicada a bandejas para baterías en tiempo real

friction stir welding on battery trays

Comparación de FSW con las técnicas tradicionales de ensamblaje de bandejas para baterías

Soldadura por fricción-agitación vs. TIG y MIG

  • Control térmico: La soldadura por fricción-agitación opera a temperaturas más bajas en comparación con la soldadura MIG o TIG, reduciendo así la distorsión y deformación del material. Esto es vital para mantener la integridad de los paneles reforzados.
  • Calidad de la junta: Las juntas FSW son a menudo más fuertes y duraderas, mostrando una resistencia a la fatiga mejorada. El proceso también produce menos defectos, como porosidad o grietas, mejorando así la fiabilidad de la junta.
  • No se necesitan materiales de relleno: A diferencia de la soldadura MIG o TIG, el FSW no requiere materiales de relleno (alambre de soldadura), simplificando el proceso y reduciendo costos.
  • Impacto mínimo en el material: la soldadura por fricción-agitación impacta mínimamente en la microestructura del material, lo que preserva mejor las propiedades mecánicas del material original.
soldadura tig mig

Bandejas para baterías en aluminio: preocupaciones clave para los sectores críticos

Las bandejas para baterías en aluminio deben cumplir estrictos requisitos de seguridad, durabilidad y gestión térmica. Su diseño y rendimiento son especialmente críticos en industrias donde la fiabilidad bajo cargas pesadas y entornos exigentes no es negociable.

friction stir welded battery casings in the automotive sector

Automoción

Las bandejas ligeras para vehículos eléctricos garantizan la seguridad en caso de colisión, una gran autonomía y un rendimiento térmico eficiente.

battery trays production for railways

Ferroviario

Las robustas carcasas protegen las baterías en trenes y metros, combinando durabilidad y bajo mantenimiento.

friction stir welding for e-mobilities manufacturing

Otras e-Mobilidades

Desde autobuses y camiones hasta motores de construcción y minería, las bandejas de aluminio para baterías proporcionan un alojamiento seguro, resistencia a entornos difíciles y rentabilidad, apoyando la electrificación de los vehículos pesados.

Confían en nosotros

“La tecnología FSW tiene la virtud de que, cuando sueldas, no degradas el material como otros procesos u otras tecnologías de unión. La principal ventaja que vemos en Stirweld es la intercompatibilidad y la flexibilidad que el cabezal nos proporciona en comparación con una máquina dedicada.”

testimonio del cliente stirweld

Mario Alberto Solís Alvarez

Ingeniero de Innovación en I+D

grupo Nemak
FSW de placa fría mecanizada

Para profundizar: recursos completos sobre bandejas para baterías soldadas por FSW

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Soldadura FSW: una tecnología clave para el futuro de la movilidad eléctrica

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Paneles reforzados de aluminio soldados por FSW

Profundice en la fabricación de paneles de aluminio rigidizados con soldadura por fricción-agitación. Este recurso explica cómo la FSW proporciona uniones duraderas y de alta calidad, a la vez que le ayuda a resolver los retos comunes dentro del proceso de ensamblaje.

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