FUNDAMENTALS OF FRICTION WELDINGFUNDAMENTALS OF FRICTION WELDING

FUNDAMENTOS DE LA SOLDADURA POR FRICCIÓN

J.W. Elmer and D.D.KautzJ.W. Elmer and D.D.Kautz

INTRODUCCIÓN

Velocidad relativa

Presión

Tiempos

Directo

Por inercia

Otros

SOLDADURA POR FRICIÓN EN MODO DIRECTO

• Fase de fricción donde se produce el calor a velocidad constante

• Fase de detención donde se detiene el movimiento y comienza la presión

• Fase de forja donde se aplica la máxima presión para unir las partes

• Presión máxima en fase de detención provoca un 2° peak de fricción y torque

• La velocidad periférica para unir aceros es 75 a 215 [m/s]

• Presión para fricción: ~70 [MPa]

• Presión para forja: ~140 [MPa]

SOLDADURA POR FRICIÓN EN MODO DIRECTO

SOLDADURA POR FRICIÓN EN MODO DE INERCIA

• Fase de velocidad donde la pieza unida a un volante alcanzan velocidad máxima

• Fase de fricción donde se produce el contacto y comienza la presión (solo inercia)

• Fase de forja donde se aplica la máxima presión para unir las partes

• La energía se controla con la velocidad máxima y la inercia del volante

• Para energía constante, a mayor masa volante mayor forja

SOLDADURA POR FRICIÓN EN MODO DE INERCIA

SOLDADURA POR FRICIÓN EN MODO DE INERCIA

Energía del Volante

Velocidad Máxima

Presión

Baja Media AltaZAT

REBORDE

METAL BASE

Baja Media Alta

Baja Media Alta

PARÁMETROS METALÚRGICOS

UNIÓN DE MATERIALES SIMILARES

Requerimientos Generales:

1. Los materiales que serán unidos, tienen que poder ser forjados.

2. Los materiales tienen que poder generar fricción.

• La soldadura por fricción (FRW) se puede utilizar tanto en materiales similares como disimiles: metales, cerámicas, matrices de metales compuestas y polímeros.

• Muchos materiales que no pueden ser soldados, por métodos tradicionales, pueden ser soldados por FRW.

UNIÓN DE MATERIALES SIMILARES

Parámetros para soldadura por fricción en modo de inercia para dos barras de 25mm de materiales similares

UNIÓN DE MATERIALES DISIMILES

La FRW se utiliza para la unión de metales disimiles ya que no existen otros métodos que se puedan ser usados.

Materiales con distintos puntos de fusión.

Parámetros para soldadura por fricción en modo de inercia para dos barras de 25mm de materiales disímiles

• Aceros de bajo Carbono con aceros de alto carbono:

Herramientas HSS soldadas con cabos de acero.

• Aceros inoxidables con otros metales seleccionados:

Aceros inoxidables austeníticossoldados con aceros de bajaaleación, titanio, cobre y aluminios serie 1100.

UNIÓN DE MATERIALES DISIMILES

Si los materiales a soldar por FRW presentan dificultades en el proceso, se pueden utilizar laminas intersuperficiales que faciliten la soldadura.

UNIÓN DE MATERIALES DISIMILES: USO DE LÁMINAS INTERSUPERFICIALES

• Unión de las interfaces.

• Bajo punto de fusión en la fase de formación.

• Formación de fases frágiles.

• Diferencia de expansión térmica.

PROBLEMAS COMUNES EN LA UNIÓN MATERIALES DISIMILES