APLICACIÓN FSW
Paneles reforzados soldados por FSW
Características técnicas mejoradas de paneles reforzados de aluminio a través de la soldadura por fricción-agitación.
¿Por qué elegir la soldadura por fricción-agitación para el ensamblaje de sus paneles reforzados?
Los paneles reforzados de aluminio que comprenden una lámina “piel” y refuerzos, se utilizan ampliamente en industrias como la aeronáutica, automotriz, ferroviaria, naval y de construcción de puentes. Anteriormente ensamblados principalmente mediante remachado o soldadura MIG, estos paneles se están uniendo cada vez más utilizando soldadura FSW debido a sus superiores beneficios técnicos en los componentes ensamblados.
Sin riesgo de fugas
Desde el vacío hasta cualquier líquido, ya que FSW es un proceso de soldadura en estado sólido, lo que elimina la porosidad.
Paneles más anchos
Con FSW, los perfiles de aluminio, que deben tener menos de 400 mm de ancho, pueden soldarse a tope para superar esta limitación.
Alta resistencia mecánica
FSW ofrece una resistencia mecánica 2 veces mayor que MIG o TIG. Esto se traduce en una reducción de peso del 10%.
Coste dividido entre 10
Comparada con la soldadura MIG o láser, la FSW ofrece una solución más económica (sin gas, sin hilo, con poca energía eléctrica).
Especificaciones técnicas de los paneles reforzados soldados por FSW
Los paneles reforzados fabricados de aluminio de alta resistencia son esenciales en sectores industriales con exigentes demandas técnicas y mecánicas, como la aeronáutica y el sector espacial. Estos sectores a menudo requieren el uso de aleaciones de aluminio de las series 2000 o 7000 debido a sus superiores propiedades mecánicas y rendimiento bajo condiciones exigentes, haciéndolos ideales para aplicaciones que requieren tanto resistencia como durabilidad.
La longitud de los paneles reforzados puede extenderse hasta 12 metros, lo que hace que el tamaño de la pieza sea un determinante crucial al seleccionar la técnica de ensamblaje apropiada. La longitud sustancial requiere una consideración cuidadosa del método de ensamblaje para garantizar un rendimiento óptimo y la integridad de los paneles.
La geometría del panel reforzado puede variar, incorporando refuerzos en forma de “T”, rectangulares, triangulares o omega. Debido a la complejidad de estas piezas, el proceso de soldadura exige un control meticuloso de la fuerza para ejecutar exitosamente la operación. Este requisito asegura no solo la precisión en el ensamblaje de las partes, sino también la integridad y el rendimiento de los paneles reforzados resultantes.
Herramienta FSW: Elegir la herramienta FSW correcta es crucial para la calidad de la soldadura. Considera cuatro parámetros clave para la selección: longitud de la soldadura, profundidad de la soldadura, geometría de la herramienta y material de la pieza. Estos factores influyen significativamente en la efectividad de la herramienta y en la calidad de la soldadura resultante.
Diseño de la plantilla de sujeción: La sujeción segura de los refuerzos es vital al soldar paneles reforzados de aluminio para evitar levantamientos o separación de las partes. Una herramienta de sujeción local especializada, utilizada con abrazaderas globales, es necesaria para seguir la costura de soldadura, asegurando soldaduras sin defectos. Nuestro equipo de expertos está disponible para ayudar en el diseño de un dispositivo de sujeción adaptado a sus aplicaciones específicas.
Parámetros de soldadura: La calidad de la soldadura está influenciada por parámetros como la velocidad de rotación, la tasa de alimentación y la fuerza Z. Realizar pruebas de prototipado en cupones es esencial para identificar los parámetros de soldadura óptimos, asegurando que las soldaduras resultantes sean fuertes e intactas. Estas pruebas son cruciales para lograr la calidad y la integridad de soldadura deseadas.
Sección transversal metalográfica
Para verificar la ausencia de porosidad y falta de penetración en las soldaduras, así como para asegurar un buen contacto entre la herramienta FSW y la superficie de la pieza, se requieren dos secciones transversales metalográficas.
Prueba de tensión
Realizada para evaluar la resistencia a la tracción de paneles soldados por FSW en conformidad con la norma ISO25239. Durante estas pruebas, el refuerzo soldado a la piel está sujeto a fuerzas de tracción en una prueba estática.
Prueba de doblado
La prueba de doblado en S implica doblar la soldadura para evaluar la resistencia del panel reforzado de aluminio que ha sido soldado utilizando FSW.
Prueba visual
La prueba visual identifica exceso de rebaba y verifica la correcta fuerza del hombro de la herramienta FSW en la pieza. Las anomalías pueden sugerir debilidades en la soldadura.
Bandejas de baterías: Una aplicación clave de los paneles reforzados en los vehículos eléctricos
¿Por qué la soldadura FSW para bandejas de baterías?
Las bandejas de baterías de los vehículos eléctricos (VE) exigen diseños robustos y ligeros para garantizar la seguridad, la eficiencia y el rendimiento. La soldadura por fricción-agitación ofrece ventajas únicas para el ensamblaje de paneles reforzados en bandejas de baterías. Garantiza la ausencia de fugas y proporciona juntas herméticas y estancas, fundamentales para proteger los módulos de las baterías. La tecnología también ofrece una elevada relación resistencia-peso, lo que reduce el peso total del vehículo al tiempo que mantiene la integridad estructural. Además, la FSW mejora la conductividad térmica, optimizando el rendimiento de la batería y prolongando su vida útil.
Resultados probados en la fabricación de VE
La precisión y repetibilidad de la FSW se han aplicado con éxito en la creación de bandejas de baterías para los principales fabricantes de vehículos eléctricos:
Comparación entre la tecnología FSW y las técnicas tradicionales de ensamblaje de paneles reforzados
Soldadura por fricción-agitación vs. Remachado
Soldadura por fricción-agitación vs. TIG y MIG
Paneles reforzados de aluminio: preocupaciones claves para sectores críticos
En el ámbito de la fabricación avanzada, la aparición de la soldadura por fricción-agitación como una técnica confiable ha transformado cómo las industrias abordan el ensamblaje y diseño. Los paneles reforzados soldados por FSW se destacan, no solo por su robustez, sino también por su adaptabilidad y eficiencia en la construcción. Estos paneles son conocidos por su estabilidad mecánica, atributos ligeros y resistencia a desafíos ambientales, cualidades que son buscadas en sectores de alta demanda. Industrias que van desde la automotriz hasta la aeroespacial, de la construcción naval a ferroviaria, han presenciado los beneficios transformadores de estos paneles soldados.
Los paneles reforzados juegan un papel crucial en varios sectores donde la alta resistencia mecánica es imperativa:
Confían en nosotros
“En Calip, utilizamos la tecnología de soldadura por fricción-agitación por tres razones principales. En primer lugar, para fines de sellado. Nuestros clientes acuden a menudo a nosotros con problemas de estanquidad para sus componentes y consideramos que la tecnología FSW es la única solución fiable. En segundo lugar, valoramos la resistencia mecánica que ofrece la FSW. Como trabajamos con perfiles muy grandes que a veces requieren un nuevo montaje, la resistencia mecánica de la soldadura es crucial. La tercera ventaja es la repetibilidad, que garantiza una calidad constante en múltiples soldaduras.”
Gabriel Venet
Doctor en ingeniería mecánica
“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.”
Mario Alberto Solís Alvarez
Ingeniero de Innovación en I+D
Para profundizar: recursos completos sobre paneles reforzados soldados por FSW
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Webinar – 45 min – Retransmisión en diferido
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Explora la innovadora técnica de soldadura por fricción-agitación para unir paneles reforzados. Las cualidades especiales de las aleaciones 6xxx y las complejidades de las aleaciones de aluminio de alta resistencia 2xxx y 7xxx se aclaran en este webinar. Aprovecha el conocimiento que los principales actores de la industria tienen para ofrecer.
Artículos de blog – 5 min
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Soldadura por fricción-agitación: principios y tendencias
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