Asistencia de un haz láser como método de tratamiento térmico en un proceso de soldadura por fricción
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Date
2021
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Abstract
El proceso de soldadura por fricción FW (Friction Welding), tiene gran aplicación en la
soldadura de elementos que son utilizados en la industria del transporte, aeronáutica y
espacial. Las uniones soldadas con este proceso han sido estudiadas evaluando sus
propiedades mecánicas y caracterizando la microestructura, dichas uniones muestran
resultados aceptables en comparación a los métodos de soldadura por fusión. Sin embargo,
por un control inadecuado de los parámetros de soldadura, o incompatibilidades
metalúrgicas se pueden generar compuestos intermetálicos, fases no deseadas o un
crecimiento inadecuado del grano. Los defectos enunciados no han sido controlados
totalmente, y a su vez, van a afectar la calidad de la junta soldada, limitando su aplicación
futura. Los métodos alternativos de generación de calor como la asistencia de un haz láser
en los procesos de soldadura por fricción son muy limitados y se enfocan solamente en
los procesos de soldadura por fricción-agitación FSW (Friction stir welding) mostrando
grandes beneficios. Por lo tanto, en esta investigación se realiza la asistencia de un haz
láser en un tipo de proceso de soldadura de fricción denominado por accionamiento directo
CDFW (Continuous drive friction welding), y se utiliza un proceso denominado LAFW
(Laser assisted friction welding) desarrollado por el autor. En el proceso implementado se
realizan uniones acero-aluminio, analizando las propiedades mecánicas respecto a las del
material base sobre la base de un análisis estadístico. Las uniones soldadas son evaluadas
por ensayos mecánicos de tracción, análisis metalográfico, microdureza, microscopía
electrónica de barrido SEM (Scanning electron microscopy), espectroscopía de energía
dispersiva EDS (Energy dispersive spectroscopy), espectroscopía de dispersión por
longitud de onda WDS (Wavelength dispersive spectroscopy), difracción de rayos X
(XRD) (X-ray diffraction analysis) y espectroscopía de emisión óptica por descarga
luminiscente GDOES (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy). Los resultados
indican que este proceso es más eficiente que un proceso de soldadura por fricción
convencional, determinando así un efecto favorable de la asistencia láser en los
parámetros de soldadura y las propiedades mecánicas de las uniones soldadas.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021