¿Qué es la soldadura por fricción-agitación o FSW?
La soldadura por fricción-agitación es una de las tendencias más populares dentro de la tecnología de soldadura. La soldadura se lleva a cabo en un estado pastoso, es decir, el estado sólido del proceso de unión. La soldadura se crea solo por deformación mecánica por fricción.
Parámetros tecnológicos a tener en cuenta: geometría de la herramienta, parámetros de soldadura (velocidad de rotación de la herramienta en revoluciones por minuto, velocidad de desplazamiento de la herramienta en mm/min y ángulo de inclinación de la herramienta en grados) y diseño de los empalmes.
A principios de 2015, la patente de TWI pasa a ser de dominio público, lo que posibilita grandes perspectivas de desarrollo para la tecnología FSW.
Ventajas de la tecnología FSW
Tecnología madura para el ensamblaje de aluminio y cobre.
El FSW permite mantener las propiedades cercanas a las del material base.
Soldadura de aleaciones de aluminio de alta resistencia
Series 2000, 6000 y 7000.
Soldadura de materiales disímiles
Al-Cu, Al-Fe, fundición
Proceso « verde »
No se requiere ninguna preparación de la superficie (ni pulido ni limpieza). Sin chispas, sin humo, sin ruido.
Soldadura « en frío »
o más precisamente en un estado pastoso. Sin fundir y sin añadir material.
FSW en 4 pasos
Paso 1: Las piezas se fijan de borde a borde (butt welding) o por superposición (lap welding).
Paso 2: La herramienta, que consiste en un hombro para calentar el material por fricción y un pin para remover las piezas, se gira (velocidad de 400 a 1800 rpm) y luego se sumerge verticalmente en el material.
Paso 3: Después de una fase de estabilización de la temperatura (entre 1 y 5 segundos), la herramienta se desplaza a lo largo del cordón de la soldadura (velocidad constante de 700 a 3000 mm / min. dependiendo de la naturaleza y el grosor de los componentes). El calor generado por la fricción hace que el material se ablande y la herramienta remueve las piezas.
Paso 4: Al final de la soldadura, la herramienta se eleva verticalmente dejando un agujero. Este agujero se ve a menudo como un defecto; sin embargo, existen muchas soluciones para resolver este inconveniente.
Las soldaduras FSW pueden ser de diferentes tipos, dependiendo de la configuración de soldadura deseada y del tipo de material utilizado.
soldadura a tope
soldadura en T
soldadura de traslape
Tecnología FSW
Ventajas de la soldadura del aluminio:
- Económica
-
Tecnológica
-
Ambiental
Beneficios del coste
Coste de soldadura insignificante : pocos consumibles (1 herramienta = 1500 m de soldadura), sin material de relleno, sin preparación de la superficie, sin gas y sin infraestructura de almacenamiento y de red, bajo consumo de energía: 0,2 kWh/m (es decir, el 50% de la soldadura MIG). Limitación de los controles posteriores a la soldadura.
Tecnología que puede ser integrada en la mayoría de las máquinas de control numérico computarizado (CNC) ,limitando la inversión.
Posible alquiler del cabezal FSW para limitar el gasto en capital (CAPEX).
Ventajas del producto
Todas las aleaciones de aluminio son soldables: alta resistencia (2000, 6000 y 7000), chapa (3000, 5000), fundición (AS), electrónica (1000). Alta resistencia mecánica: reducción estática de aproximadamente 10-20%, resistencia a la fatiga cercana al material base. Soldadura estanca, resistente a los ácidos y hermética. Excelente conducción térmica y eléctrica. Es posible dar forma después de la soldadura: es posible estampar o doblar las piezas soldadas sin riesgo de que se produzcan grietas. Capacidad de soldadura hasta 20 mm de espesor.
Beneficios para el cliente
Ya se ha democratizado en los sectores aeronáutico, automovilístico, espacial, ferroviario y naval.
Estándar de soldadura existente: ISO 25239
Ventajas del proceso
Solución a la escasez de soldadores cualificados.
No hay preparación de la superficie: no se requiere limpieza ni lijado.
Después de la soldadura: soldadura invisible en el reverso, ningún o poco trabajo de repaso en el lado derecho. Extremadamente repetible en comparación con la soldadura por fusión (MIG, TIG). Sustitución de la soldadura fuerte, TIG, MIG o FE. Soldadura en estado sólido: sin grietas, sin porosidad, sin proyecciones, sin humo. Temperatura de 400°C: la zona afectada por el calor (HAZ) de la soldadura es mínima y las deformaciones de las piezas son muy limitadas (si es que las hay) No tóxico: no produce ozono en comparación con la soldadura por arco. Se puede soldar en cualquier posición: no hay charco fundido.
Ensamblaje de piezas grandes con gran ductilidad
Eficiencia de la unión: Reducción mecánica según el tipo de soldadura
¿Cuáles son los defectos que pueden ocurrir durante la soldadura FSW?
Los profesionales de la soldadura por fricción-agitación FSW (Friction Stir Welding) frecuentemente encuentran los siguientes defectos en sus soldaduras:
-Porosidad continua a lo largo de la soldadura (agujero de gusano).
-Falta de penetración.
-Hooking (defecto típico de la soldadura de traslape o superpuesta).
-Rebabas en los bordes de la soldadura (flash).
Rebabas
Agujero de gusano
Falta de penetración
Hooking
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STIRWELD
Edificio ENS, Campus de Ker lann, Avenue Robert Schuman, 35170 Bruz FRANCIA
Stirweld democratiza la tecnología FSW al:
–Reducción drástica el coste de la inversión
–Un catálogo de herramientas FSW de alta calidad a bajo coste
–El apoyo de nuestros expertos a lo largo de su ciclo de industrialización
Desde 1995, FSW se ha mantenido como una tecnología reservada para aplicaciones con alto valor agregado que involucran equipo costoso. La invención de Stirweld permite la soldadura por FSW a partir de máquinas de control numérico computarizado o CNC existentes.
La oferta de este equipo permite reducir drásticamente el coste de inversión de una máquina FSW, al mismo tiempo que ofrece un rendimiento idéntico al de una máquina FSW especial.
La innovación de Stirweld permite a las empresas optimizar su flota de máquinas y ofrecer a sus clientes esta nueva tecnología de soldadura.
Pruebas de prototipos
para identificar los parámetros óptimos de FSW.
Pruebas de calificación (NDT) de las piezas
Según las normas ISO 25239 (tracción, fatiga, corrosión, fuga).
Prueba de operaciones post-FSW
Tratamiento de la superficie (anodizado OAS u OAC, niquelado, pintura), tratamiento térmico, acabado, mecanizado.
Ensayos no destructivos (END)
Líquido penetrante (LPI), rayos X, ultrasonido (US).
Creación de documentos de Calidad
D-MOS y Q-MOS (WPS) según la norma ISO 25239
Tipología de intervención de nuestros expertos en FSW
Nuestro equipo de especialistas lo apoyará en la implementación de la tecnología FSW en su empresa.
La optimización de los parámetros de soldadura FSW le permitirá ajustar la producción de sus piezas, garantizando una soldadura perfecta y reproducible.
La sujeción de las piezas tiene un impacto significativo en su tasa de producción y en la calidad de la soldadura.
Le apoyaremos en el ajuste de los parámetros de soldadura y en el diseño de sus herramientas de sujeción.
