Soldadura Por Fricción

INTRODUCCIÓN

Tanto la industria metalúrgica como la siderúrgica se ha encargado mediante estudios de ingeniería la búsqueda de soluciones, en este caso el cómo soldar de una manera más sencilla dos piezas por supuesto metálicas La soldadura por Fricción es un método innovador para soldar dos partes, uno de nuestros objetivos en esta breve investigación es describir acerca de uno de los métodos copulativos de metales; “Soldadura por Fricción”. Este método se emplea a través de una maquina que hace girar el metal con respecto al otro, el calor producido por el fuerte roce hace que se produzca calor, el material por efecto del calor se funde y allí de unen las dos piezas. Una de las características es que permite la unión de piezas de diferente naturaleza. Vamos a describir paso por paso el funcionamiento del método haciendo enfoque en su proceso hasta su terminación. Además de esto también permite la unión de tuberías. Añaden los estudiosos de la materia que el proceso ofrece tremendas ventajas en ahorros de costos y productividad para la industria de la tubería.

OBJETIVOS

 Objetivos General

Dar a conocer el Procesos de Soldadura por Fricción específicamente en qué consiste, el proceso, su material apoyante, el equipo utilizado en este proceso, las ventajas y desventajas al utilizar este proceso en contraste con cualquier otro tipo de soldadura así como también su estudio Metalográfico en las zonas afectadas por el calor

 Objetivos Específicos

1.- Definir el proceso de Soldadura. Específicamente la Soldadura por Fricción

2.- Identificar en los diferentes procesos a los cuales es sometido alguna pieza al ser Soldada por Fricción

3.- Lograr que se obtengan todos los conocimientos necesarios acerca de la Soldadura por Fricción.

4.- Prepararnos para adquirir conocimientos más profundos acerca de la Soldadura y su utilidad dentro de la Ingeniería Civil.

SOLDADURA POR FRICCION

También llamada soldadura por inercia, es un procedimiento en el que la energía cinética acumulada en una de las dos piezas se utiliza en la generación del calor necesario para conseguir la fusión. Las dos piezas a enlazar se disponen enlazadas y con los bordes a una cierta distancia. Una permanece fija, sujeta en unas mordazas adecuadas, y la otra se monta sobre un plato giratorio.

La soldadura por fricción utiliza el roce como sistema de calentamiento, pues, aparte de ser una fuente eficaz de calor, la fricción proporciona una limpieza efectiva, eliminando la contaminación superficial. Una maquina de soldadura por fricción contiene una estructura robusta capaz de resistir elevadas velocidades y cargas axiales necesarias para la técnica de soldadura por fricción. Dentro de la estructura se monta un porta piezas adecuado para el componente giratorio, el cual se mueve mediante un motor eléctrico a través de un embrague o bien mediante un motor hidráulico. El componente fijo puede avanzar por impulsos hidráulicos hacia el porta piezas giratorio con una fuerza axial apropiada que puede incrementarse rápidamente hasta conseguir la fuerza de forja adecuada.

Al principio del ciclo de soldadura se hace girar el componente rotatorio. Se puede utilizar una amplia gama de velocidades para conseguir una calidad razonable de soldadura, pero normalmente se utiliza una velocidad periférica de unos 70 a 100 metros/minuto. El componente fijo se hace avanzar hacia el giratorio con una fuerza de fricción apropiada. Para un acero, esta presión es de unos 1240kg/cm2. Al entrar en contacto las dos superficies a soldar, hay una acción de roce o desgaste, que elimina la contaminación superficial, dejando el material limpio. En este momento del contacto se requiere un alto par, que gradualmente se reduce a medida que las superficies son más suaves y la temperatura se eleva al valor optimo, un poco por debajo del punto de fusión del material a soldar.

Cuando las superficies a soldar alcanzan una condición plástica el material calentado empieza a evacuar la intersuperficie, formándose un collar de material alrededor de la periferia de la intersuperficie de componente. Al final del tiempo de fricción cesa rápidamente la rotación, bien desembragando el motor o aplicando un freno de disco al eje del porta piezas, o bien bloqueando la salida de líquido del motor hidráulico. En el momento de parar, la fuerza de fricción alcanza el valor de la fuerza de forja y este es el momento en que se produce la unión. Para un acero al carbono la fuerza de forja, es aproximadamente cuatro veces la de fricción, es decir, 5000kg/cm2. Al menos el 75% de la pérdida total de longitud entre los dos componentes ocurre durante la fase de forja. El anillo del material es por supuesto, material base y puede en muchas circunstancias dejarse para la obtención del componente final. En otras ocasiones donde debe extraerse podría actuar como un generador de esfuerzos, pudiendo eliminarlo la misma máquina de soldar, o bien con otra operación de mecanizado postsoldadura.

Los tiempos de los ciclos de soldadura son obviamente variables y depende del tamaño y tipo de material a soldar.

PRINCIPIO DEL PROCESO

La soldadura por fricción se obtiene manteniendo una de las dos piezas a unir fija en contacto con otra sometida a un movimiento de rotación mientras que ambas piezas son sometidas a una presión constante, o en ocasiones a una presión progresiva, hasta que las piezas alcanzan la temperatura de forja en el punto de contacto y quedan unidas sin llegar a la fusión.

Existen dos procesos de soldadura por fricción:

• Fricción Rotatíva.

• Fricción Lineal.

SOLDADURA POR FRICCIÓN ROTATIVA

La temperatura de fricción se obtiene rotando un componente axialmente simétrico contra otro estático y bien sujeto, aplicando una cierta cantidad de fuerza. Después de unos instantes, el punto de unión alcanza la temperatura óptima cesando la rotación y aplicando una mayor cantidad de fuerza que forja y consolida la unión. Durante el proceso se combinan los parámetros velocidad de rotación, desplazamiento, tiempo, temperatura y fuerza para obtener la soldadura de los diversos materiales.

La soldadura por fricción rotativa es mucho más eficiente en términos de energía en comparación a los procesos de soldadura más competitivos. No se requiere de consumibles como el hilo de relleno o gases para el escudo de protección, incluso para los materiales medioambientalmente tan sensibles como el titanio. La soldadura por fricción rotativa se divide en dos variantes: Control Directo e Inercia.

En el caso de control directo, el componente

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