FSW, una tecnología de soldadura ecológica
Actualmente, la temática medioambiental está totalmente ligada a la industria. ¿Por qué? Debido a la contaminación que estas actividades industriales provocan en el medio ambiente. En el contexto de la RSE (Responsabilidad Social Empresarial), las grandes empresas están ahora obligadas a integrar en su estrategia global compromisos de desarrollo económico favorable al medio ambiente. En este enfoque eco-responsable, la industria optimiza sus procesos para reducir su consumo de energía y recursos.
La soldadura industrial ha evolucionado: ahora se dispone de nuevas tecnologías que garantizan la seguridad y la ecología. La soldadura por fricción-agitación (FSW) es un proceso innovador y respetuoso con el medio ambiente que permite la unión en estado sólido de aleaciones heterogéneas. Entonces, ¿por qué se dice que el FSW un proceso de soldadura ecológico? ¿Y cómo cumple esta tecnología sus compromisos medioambientales?
La FSW es una tecnología de soldadura ecológica
¿Existe una técnica de soldadura respetuosa con el medio ambiente?
La soldadura industrial reúne las diferentes técnicas de soldadura. Se puede dividir en 2 bloques principales: procesos de fusión y procesos de estado sólido.
Las técnicas de soldadura son a veces controvertidas por su impacto medioambiental. Los procesos convencionales de soldadura por fusión (MIG, TIG, láser) requieren el uso de gas. Las elevadas temperaturas necesarias para la fusión también provocan la emisión de gases nocivos y consumen mucha energía. Además, en algunos casos se utiliza un metal de relleno para unir las piezas, este consumible tiene un fuerte impacto en el análisis del ciclo de vida del producto final. Además, a veces se utilizan disolventes para limpiar las piezas. Estos productos, quemados durante la soldadura por fusión, aumentan el impacto en el medio ambiente.
¿Qué técnica de soldadura se considera respetuosa con el medio ambiente? La soldadura por fricción- agitación se realiza en frío, en estado sólido, sin emisiones de gas ni aporte de material. En comparación con la soldadura por fusión, la FSW es más respetuosa con el medio ambiente y garantiza una mayor seguridad para los trabajadores. Esta tecnología de soldadura «limpia» sustituye ventajosamente a los procesos de ensamblaje tradicionales (remachado, pegado, soldadura por arco, MIG, TIG, soldadura láser).
FSW, un proceso ecológico que combina la tecnología de soldadura eficiente con la protección del medio ambiente
La FSW es una tecnología innovadora, aclamada por sus numerosas cualidades técnicas:
La soldadura por fricción-agitación es una tecnología atractiva porque es eficiente energéticamente y respetuosa con el medio ambiente. Es un proceso ecológico que no emite humos ni otras chispas y no produce ningún ruido. No requiere ninguna preparación de la superficie a soldar, ni tampoco un decapado previo.
Además, la principal ventaja de la FSW es que se trata de una soldadura «en frío», más exactamente en estado pastoso. La soldadura se realiza únicamente por deformación mecánica por fricción.
Esta técnica no requiere fundir o añadir material, ni utiliza gases tóxicos, radiación UV o campos electromagnéticos.
Además, la soldadura FSW de piezas de aluminio requiere un bajo consumo de energía. Según los trabajos de Auguste Sallen y Olivier Kerbrat, de la École Normale Supérieur de Rennes, una máquina MOCN equipada con un cabezal de soldadura absorbe entre 7 y 11 KW en función de los materiales y espesores soldados.
La solución FSW de Stirweld para un enfoque todavía más ecológico
Desde 1995, la soldadura por fricción- agitación se ha reservado para aplicaciones de alto valor añadido. De hecho, la fabricación de máquinas de FSW especializadas representa una inversión costosa. En 2015, esta patente de TWI (The Welding Institute), una organización de investigación y tecnología especializada en soldadura, cayó en el dominio público. Esto ha permitido una mayor explotación de esta innovadora tecnología.
El cabezal FSW de Stirweld permite la soldadura por fricción-agitación desde las máquinas herramienta CNC existentes. El cabezal de soldadura puede adaptarse fácilmente a un centro de mecanizado, que la mayoría de las PYMES ya tienen equipado. Gracias a nuestra solución, esta tecnología de vanguardia se hace accesible. Nuestros clientes se benefician de una tecnología de soldadura económica y respetuosa con el medio ambiente.
En comparación con el diseño de máquinas especiales de FSW o robots FSW, la fabricación de un cabezal de soldadura ofrece una ventaja económica sustancial. El cabezal de soldadura tiene la ventaja de ser universal y puede montarse en cualquier máquina MOCN, lo que significa que las empresas no tienen que invertir en máquinas nuevas, complejas y que consumen mucha energía, cuya fabricación tiene un impacto medioambiental. El equipamiento con cabezales de soldadura FSW se inscribe en un enfoque de desarrollo sostenible. De este modo, nuestros clientes pueden reorientar sus procesos de fabricación para que sean más ecológicos y cumplan la nueva normativa medioambiental.
Gracias a este cabezal de soldadura por fricción- agitación para centros de mecanizado, se pueden soldar y mecanizar piezas en la misma máquina. Este proceso es adecuado para piezas de todos los tamaños. Las soldaduras de menos de 10 mm de espesor requieren una sola pasada, como es el caso de muchas aplicaciones industriales. Además, esta solución FSW requiere un único consumible, la herramienta FSW, un pin de acero muy sencillo y barato que proporciona hasta 2.000 m de soldadura antes de necesitar ser sustituido. La solución de Stirweld, además de ahorrar tiempo y dinero, ahorra energía y recursos.
La soldadura FSW con el cabezal Stirweld permite reducir el impacto sobre el medio ambiente garantizando unas prestaciones idénticas a las de una máquina FSW especial. Stirweld acompaña a sus clientes a lo largo del ciclo de industrialización del proceso FSW y le hacen beneficiarse de las ventajas técnicas y ecológicas de la soldadura por fricción-agitación.
El cabezal de soldadura FSW de Stirweld se fabrica de forma respetuosa con el medio ambiente
Las técnicas de soldadura están muy reguladas. La soldadura por fricción-agitación se rige por la norma ISO 25239 en todo el proceso industrial, desde el diseño hasta el control de calidad. Además del cumplimiento de esta norma de soldadura, Stirweld ha emprendido la implantación de un proceso de gestión medioambiental basado en las normas 14001 y 26000.
En el contexto de esta norma, nuestra empresa se compromete a apoyar el desarrollo regional favoreciendo a los proveedores de la región. De este modo, se limita el impacto medioambiental de la fabricación de los cabezales de soldadura FSW.
Stirweld selecciona los productos y las materias primas necesarias para fabricar sus soluciones FSW considerando el impacto medioambiental de los componentes. Nuestros equipos de diseño han recibido formación en ecodiseño para sensibilizarlos sobre el análisis del ciclo de vida de los productos. Nuestra oficina de diseño busca continuamente formas de reducir el impacto de nuestros productos durante las fases de fabricación, uso y reprocesamiento.
Por último, Stirweld asegura el reciclaje del aluminio de las pruebas de soldadura para nuestros clientes, con colaboradores locales.
La soldadura por fricción-agitación, una tecnología para unir materiales renovables
La invención de la FSW ha permitido unir materiales que antes se consideraban difíciles o imposibles de soldar, como ciertas aleaciones de aluminio de alto rendimiento. Así, el proceso de soldadura en fase sólida, el impacto térmico y la degradación de las propiedades mecánicas básicas de los materiales son extremadamente limitados.
La soldadura por fricción-agitación puede utilizarse para unir diferentes tipos de materiales, siendo los más comunes el aluminio y el cobre.
La FSW tiene la ventaja de poder soldar materiales disímiles a velocidades significativas. Y puede aplicarse a materiales más gruesos.
El aluminio, un material reciclable y ligero
El aluminio es una carta excelente para la reducción de nuestras emisiones de gases de efecto invernadero. Su capacidad de reciclaje es una gran ventaja para la preservación del medio ambiente y limita el agotamiento de los recursos naturales. De hecho, es un metal 100% reciclable sin perder sus propiedades. El reciclaje del aluminio reduce la energía necesaria para producir aluminio puro a partir de la bauxita en aproximadamente un 95%. El reciclaje del aluminio contribuye a la reducción de los residuos. Conocido como un metal verde, el aluminio desempeña un papel esencial en la transición energética.
El aluminio es uno de los metales más ligeros. Permite diseñar vehículos más ligeros y, por tanto, que consuman menos energía. También es un material esencial para la producción de paneles solares y turbinas eólicas.
Además, el aluminio es un material difícil de soldar. La soldadura por fricción-agitación es un proceso ecológico que se adapta perfectamente a la unión rápida y fuerte de todas sus aleaciones. La tecnología Stirweld permite preservar las propiedades mecánicas del aluminio con un excelente coeficiente de eficacia de la junta (más del 70%). Reduce la tasa de defectos posteriores a la soldadura y garantiza una perfecta repetibilidad. También ofrece la posibilidad de soldar aleaciones de aluminio de alto rendimiento, como AA2024-T3 o AA2219-T8.
El aluminio se utiliza cada vez más en la práctica y es el segundo metal más utilizado después del acero. Además de la reciclabilidad del aluminio, este metal es especialmente apreciado por su ligereza, maleabilidad y conductividad térmica. La FSW es la tecnología ecológica para el ensamblaje del aluminio.
Cobre, un material ecológico
La soldadura por fricción-agitación también puede ser aplicada al cobre, que también tiene muchas ventajas ecológicas. El cobre tiene las mismas cualidades sostenibles que el aluminio.
Es totalmente reciclable en otros productos de cobre o aleaciones.
Este metal es especialmente apreciado por su capacidad de irradiar calor. Gracias a su capacidad para concentrar la energía transmitida por el sol, se utiliza en el diseño de paneles fotovoltaicos.
Para conducir la energía, los metales emiten calor. El cobre es el metal con mejor conductividad eléctrica, después de la plata. Este material también es apreciado por su flexibilidad
Tecnología FSW para industrias más ecológicas
La soldadura por fricción-agitación ya es madura y se encuentra totalmente industrializada. Como el riesgo de defectos es muy limitado, garantiza un alto grado de reproducibilidad. Esta tecnología de ensamblaje de aluminio ecológico ha sido adoptada por industrias que buscan combinar un alto grado de tecnicidad con el desarrollo sostenible. Actualmente se ha democratizado en muchos sectores industriales como el transporte (e-movilidad, aeronáutica, aeroespacial, ferrocarril y naval) y las energías renovables (paneles solares, turbinas eólicas y nuclear).
Transporte más verde
El transporte por carretera es la primera fuente de emisiones de gases de efecto invernadero en Francia, principal causa del calentamiento global.
La industria del transporte debe responder a los problemas medioambientales ofreciendo vehículos más eficientes en cuanto al consumo de combustible, cuyo principal parámetro es el peso del vehículo. Para ello, debe diseñar medios de transporte más ligeros para reducir el consumo de energía y la contaminación de los gases de escape. Aligerar significa reducir el peso de los vehículos al tiempo que se garantiza la resistencia y la seguridad. Hasta ahora, el aligeramiento de las estructuras y las carrocerías se limitaba a los coches, pero ahora se está generalizando gracias a la soldadura FSW de piezas de aluminio: placas frías de fundición de aluminio, cajas de baterías, llantas, etc. Los coches eléctricos fueron los primeros vehículos en beneficiarse de esta tecnología de vanguardia.
Aletas de refrigeración en la caja electrónica
2 soldaduras FSW para aumentar la conductividad térmica
La sustitución de la hoja de acero por la de aluminio reduce considerablemente el peso de los vehículos. La carrocería no es el único ámbito de aplicación del aluminio en la industria del automóvil. Este metal ligero y resistente también se utiliza para llantas, radiadores, culatas, etc. Los fabricantes de automóviles están promoviendo así la soldadura FSW de piezas para vehículos eléctricos o híbridos.
El FSW también participa en la fabricación de depósitos (criogénicos o no) para camiones o autobuses que funcionan hoy con gas natural, mañana con biogás e hidrógeno.
Energía renovable
La industria eólica también ha adoptado el FSW para las piezas de aluminio. La soldadura por fricción-agitación es la tecnología preferida para los componentes grandes y ligeros, como las góndolas y las palas de las turbinas eólicas. Las turbinas también requieren piezas eficaces y duraderas.
El proceso FSW se utiliza en la fabricación de paneles solares para placas de refrigeración de agua de aluminio. También se utiliza para marcos e interruptores.
Por último, en el ámbito nuclear, la soldadura FSW de piezas de cobre ha permitido desarrollar parámetros para la producción en serie.
Placa de refrigeración de aluminio soldada FSW
Soldadura por fricción-agitación: tecnología de unión respetuosa con el medio ambiente
La soldadura por fricción-agitación es una tecnología líder para unir piezas de bajo punto de fusión, como el aluminio. Esta tecnología de rotura permite, gracias a un pin giratorio, penetrar en el material y combinar los materiales a soldar en estado «pastoso».
La FSW es una tecnología clave para reducir el impacto medioambiental y mejorar la calidad y fiabilidad de las soldaduras. Esta tecnología de soldadura respetuosa con el medio ambiente está cualificada para muchas aplicaciones en los sectores del transporte, el espacio y la energía. Valeo, reconocido mundialmente como uno de los mayores fabricantes de automóviles, fue uno de los primeros en estudiar la viabilidad de la FSW. La razón es obvia: la soldadura por fricción-agitación se utiliza para soldar aluminio fundido, una aleación de aluminio muy utilizada en la fabricación de piezas de automóvil. El gigante de la aeronáutica Airbus también se ha dejado convencer por la tecnología FSW. De hecho, con este nuevo proceso de soldadura, Airbus está trabajando para reducir el grosor de la estructura de sus aviones. Al igual que para el Grupo Ariane, el FSW parecía ser la tecnología para soldar sus lanzadores con calidad garantizada. ¿Por qué? Porque con la soldadura por fricción-agitación, las propiedades mecánicas de los materiales soldados se conservan incluso cuando se someten a grandes diferencias de temperatura.
Stirweld apoya a sus clientes en la implementación y optimización de su proceso de soldadura FSW con el objetivo de la industrialización y el desarrollo sostenible.
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Si desea integrar nuestra solución FSW a su centro de mecanizado, por favor no dude en contactar a nuestros expertos.
