Análisis De Defectos En Soldadura Por Fricción-Agitación Mediante Un Modelado 3d

Abstract

El proceso de soldadura por fricción-agitación o “Friction Stir Welding” (FSW) es un
método de soldadura desarrollado por el instituto “The Welding Institute” (TWI) de Inglaterra en
1991(M.W. Thomas et al., GB Patente No. 9125978.8(1991)). Es un nuevo concepto en soldadura en
fase sólida por fricción especialmente apto para la soldadura del aluminio y sus aleaciones, pero
actualmente se están haciendo avances en su aplicación a aceros de medio carbono y aceros
inoxidables.
El equipo de soldadura consta de una herramienta que gira y se desplaza sobre la unión de dos
piezas restringidas. Parte de la herramienta se inserta dentro de las piezas a soldar. La unión se
produce por el calentamiento por fricción que experimentan las piezas, induciendo un comportamiento
pastoso/viscoso del material y el correspondiente flujo entre las piezas a unir.
Las variables principales de este proceso son la geometría de la herramienta, las velocidades de
avance y rotación de la herramienta, la inclinación de la misma y su posición relativa a superficie de
las piezas a unir. La combinación adecuada de estas variables produce soldaduras saludables.
En este trabajo se modela el proceso de FSW en forma tridimensional mediante la utilización de un
programa de elementos finitos de propósito general, reproduciendo la distribución del flujo del
material, y campos de presiones y temperaturas. En particular, se modela el comportamiento de un
caso en el cual se varía la posición relativa de la herramienta. Se analiza la influencia de esta variable
del proceso en la distribución del flujo de material y campo de presiones, con el fin de reconocer el
potencial de este tipo de simulaciones en predecir el éxito o fracaso de la unión.