Evaluación de la viabilidad del uso del proceso FSW para la obtención de unión soldada tubo/platina de aluminio

Abstract

RESUMEN: El presente trabajo evaluó la viabilidad del uso del proceso Friction Stir Welding (FSW) para la obtención de soldaduras en componentes conocidos como ductos de barras, los cuales están situados en centrales hidroeléctricas de Empresas Públicas de Medellín (EPM). El proceso Friction Stir Welding (FSW) se planteó como alternativa para resolver problemas de calidad asociados al proceso de fusión dado que debido al método de soldadura empleado para su fabricación (GMAW) se han encontrado discontinuidades tales como grietas o porosidades afectando su función principal, la cual es transmitir electricidad. Para la ejecución de este proyecto se utilizó la metodología de Ulrich para el diseño del montaje, y se desarrolló un WPS en el que se definieron las variables involucradas en la soldadura. Se concluyó que se debe utilizar como velocidad de avance 120 mm/min y como velocidad de rotación 600 rpm, también se realizó una recopilación bibliografía con 87 autores los cuales incluyen 217 ensayos para de esta forma plantear una estrategia para definir las dimensiones requeridas para la herramienta a utilizar, así se llegó a un diámetro de hombro de 31 mm, diámetro de pin 13.1 mm y longitud de pin 19.3 mm. A modo de comprobación, se utilizó Autodesk Inventor para realizar simulaciones de elementos finitos tales como: lineal estática y de frecuencias modales, por medio de estas se comprobó que el montaje si soportaba las cargas ejercidas y a su vez, que las frecuencias a las que se plantea la realización de la soldadura (62,8 Hz) no entra en resonancia.

ABSTRACT: The present work evaluated the feasibility of using the Friction Stir Welding (FSW) process to obtain welds in components known as bus bar, which are in hydroelectric power plants of Empresas Públicas de Medellín (EPM). Friction Stir Welding (FSW) process was proposed as an alternative to solve quality problems associated with the fusion process, given that due to the welding method used for its manufacture (GMAW) discontinuities such as cracking or porosity have been found, affecting its main function, which is to transmit energy. For its execution, Ulrich's methodology was developed for the design of the parts, at the same time, a Welding Procedure Specification (WPS) was carried out in which all the variables involved in the welding were defined, in which it was concluded that the feed speed should be 120 mm/min and the rotation speed 600 rpm, also a bibliography compilation was made with 87 authors which include 217 tests to create a method to predict the dimensions of the tool to be used (shoulder diameter 31 mm, pin diameter 13.1 mm and pin length 19.3 mm was reached). For verification purposes, Autodesk Inventor was used to perform finite element simulations such as: linear static and modal frequency simulations, it was verified that the assembly could withstand the loads exerted and the frequencies at which the welding is proposed (62.8 Hz) do not enter resonance.