Evaluación de los esfuerzos residuales en juntas de aluminio unidas mediante el proceso de soldadura por fricción agitación

Abstract

Resumen: En este trabajo se evaluó el efecto de los parámetros de velocidad de avance y velocidad de rotación de la herramienta sobre los esfuerzos residuales de juntas disímiles de aluminio/aluminio unidas mediante el proceso de soldadura por fricción agitación, empleando la técnica de difracción de rayos X. Para esto se determinaron las combinaciones de parámetros que permitieron obtener juntas sanas, verificadas mediante radiografías. Posteriormente se diseñó una metodología de medición que involucró el desarrollo de pasos de extracción, preparación de muestras mediante pulido electrolítico, adecuada disposición en el difractómetro de rayos X, parámetros de medición y aplicación de correcciones en el software de análisis. Los resultados obtenidos mostraron que los cambios más significativos en los esfuerzos residuales se presentaron con la variación de la velocidad de rotación, siendo menores a medida que este parámetro incrementa. Lo anterior se relaciona directamente con la entrada de calor a la junta y el desequilibrio térmico en ésta. Por su parte al incrementar la velocidad de avance los esfuerzos residuales incrementaron ligeramente en el lado de retroceso, lo que mostró que, al comparar ambos parámetros la velocidad de rotación presentó mayor influencia en el perfil de esfuerzos residuales.

Abstract: The effect of the rotational and welding speed on the residual stresses of dissimilar friction stir welds of aluminum/aluminum was evaluated by means of X-ray diffraction. The combination of parameters that allowed to obtain sound welds were determined, and was verified by radiography tests. Subsequently, a measurement methodology was designed, which involved the development procedures for cutting and electropolishing the samples, positioning and mounting on the X-ray diffractometer, measuring parameters and software necessary corrections. The results showed that most significant changes in the residual stresses were associated to the modification of the rotational speed, decreasing with the increment of this parameter. This change is directly related with heat input and thermal mismatch associated to dissimilar joints. On the other hand, the increase of the welding speed resulted in a slight increase of the residual stresses in the retreating side, showing that the rotational speed had more influence in the residual stresses profile.