Caracterización del proceso de soldadura por puntos por fricción agitación empleando el análisis de señales vibroacústicas
- Autores: Juan Carlos Azofra Rueda
- Directores de la Tesis: Eduardo Martínez Cámara (dir. tes.), María Mercedes Pérez de la Parte (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de La Rioja ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Emilio Jiménez Macías (presid.), Juan Ignacio Latorre Biel (secret.), Jorge Luis García Alcaraz (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Dialnet
- Resumen
- español
La soldadura juega un papel importante dentro de los procesos industriales, entre los más conocidos podemos citar: los de soldadura por arco eléctrico con electrodo consumible y no consumible; la soldadura en fase sólida (soldadura en frío, por fricción, por explosión, por ultrasonido, por difusión, entre otras); soldadura por oxigás, etc..
A finales del siglo pasado, en 1991, surge en el Reino Unido, un nuevo proceso de unión de metales, la soldadura por fricción – agitación (FSW), por sus siglas en inglés (Friction Stir Welding) Este innovador proceso, nació por la necesidad de lograr uniones soldadas que son imposibles obtener mediante las técnicas convencionales de soldadura por fusión, como es el caso de algunas aleaciones de aluminio que se emplean en la industria aeroespacial, automotriz y en otros sectores industriales de relevancia.
Un avance más es el proceso de soldadura por fricción agitación por puntos (Friction Stir Spot Welding) – (FSSW) que se crea como una alternativa al método de soldadura por puntos por resistencia RSW.
En el presente trabajo además de revisar la bibliografía existente hasta la fecha, realizar una descripción detallada de los materiales y metodologías empleadas en el desarrollo de la investigación, se analizan y discuten los resultados experimentales obtenidos a partir de la caracterización y estudio de las señales vibroacústica emitidas durante el proceso y la realización de los ensayos mecánicos a la unión disimilar soldada mediante FSSW. Se realiza un análisis del comportamiento de la envolvente de la señal durante el proceso y de la influencia de los parámetros del proceso de FSSW en su forma. También se establece una analogía entre las envolventes de las señales vibroacústicas con las fuerzas durante el proceso y las propiedades mecánicas de la unión, además se realiza el análisis macrográfico de las soldaduras.
En el mismo se demuestra la factibilidad de la aplicación de la técnica para el estudio de este tipo de proceso. Como foco de atención para el análisis se encuentran las técnicas de análisis de señales vibroacústicas, y su correlación con los parámetros del proceso y las propiedades mecánicas de la unión. Básicamente se estudian los parámetros; velocidad de rotación de la herramienta y el tiempo de espera; evaluando también su incidencia en las propiedades mecánicas de la unión soldada. Finalmente se demuestra que las señales vibroacústicas pueden ser empleadas como técnica no invasiva en la detección de las etapas del proceso y fuerzas durante el proceso FSSW, lo que constituye el principal aporte de este trabajo.
- English
Welding plays an important role in industrial processes, among the most important of which are electronic arc welding with consumable and non-consumable electrode; solid phase welding (cold welding, by friction, by explosion, by ultrasound, by diffusion, among others); gas welding, etc.
Towards the end of the last century, in 1991, a new metal jointing process emerged, the welding by friction – agitation, Friction Stir Welding (FSW) This innovative process was created due to the necessity of making welded unions which were impossible to obtain by conventional fusion welding techniques, as is the case with some aluminum alloys which are used in aeronautical, motor and other relevant industrial sectors.
Another improvement is the welding process of friction agitation by spots: Friction Stir Spot Welding (FSSW) which was created as an alternative to the method of Resistance Spot Welding (RSW) In this paper in addition to revising the existing bibliography up to the present date, completing a detailed description of the materials and methodologies employed in the development of investigation, the results of experiments obtained through the characterization and study of vibroacoustic waves emitted during the process and the execution of the mechanical trials to the dissimilar union wielded using FSSW are analyzed and discussed. An analysis of the behavior of the envelope of the signal during the process and the influence of the parameters of the process of FSSW in its form is carried out. What is more, an analogy between the envelope of the vibroacoustic signals with the forces during the process and the mechanical properties of the joint are also established; in addition, a macrographic analysis of the welding is also executed.
Thus, the feasibility of the application of the technique for the study of this type of process is demonstrated in it. As the focus of attention for the analysis, the techniques of vibroacoustic signals analysis, and their correlation with the parameters of the process and mechanical properties of the joint are found. Basically the parameters are studied; speed of the tool’s rotation and the waiting time; evaluating as well its incidence in the mechanical properties of the welded union. Finally it is demonstrated that the vibroacoustic signals can be employed as a non-invasive technique in the detection of the stages of the process and forces during the FSSW process, which contributes to the main input of this project.
- español
