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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.

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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 orificio de salida

En los sectores espacial y aeronáutico, un reto habitual durante la soldadura por fricción-agitación es el orificio de salida que queda al final de la soldadura. En aplicaciones como la soldadura orbital de depósitos, este puede ser un factor crítico para garantizar una resistencia uniforme en toda la soldadura.

El innovador sistema de pin retráctil proporciona una solución eficaz al rellenar sin fisuras el orificio de salida de la soldadura. Esta técnica garantiza que las propiedades mecánicas permanezcan constantes en toda la soldadura, eliminando los puntos débiles, reduciendo la necesidad de postprocesado y ahorrando tiempo de producción.

Diseñado para industrias exigentes, el sistema de pin retráctil es una tecnología esencial para conseguir resultados de alta calidad en aplicaciones FSW, especialmente en geometrías complejas o soldaduras orbitales. Representa un gran avance en la tecnología de soldadura de precisión, ya que ofrece un rendimiento superior y una fiabilidad duradera.

orbital welding in tanks with friction stir welding

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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Webinar – 45 min – Retransmisión en diferido

La revolución en la fabricación de tanques de aluminio

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Artículos de blog – 5 min

Tanque criogénico de hidrógeno: un concepto visionario para la aeronáutica

Revolucionar la fabricación de depósitos de aluminio con FSW

Libro blanco – 20 min

Explore la soldadura por fricción-agitación para depósitos de aluminio: ventajas, estudios de casos detallados para depósitos de menos de 300 mm y rigurosas normas de calidad. Una lectura esencial para los profesionales de la fabricación.

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Libro blanco – 20 min

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