Soldadura de estructura de aluminio

Soldadura por arco

La soldadura por arco se utiliza habitualmente para unir aleaciones de aluminio. La mayoría de los grados forjados de las series 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx y 7xxx de resistencia media (por ejemplo, 7020) se pueden soldar por fusión con procesos basados en arco. Las aleaciones de la serie 5xxx, en particular, tienen una excelente soldabilidad. Las aleaciones de alta resistencia (por ejemplo, 7010 y 7050) y la mayoría de las series 2xxx no se recomiendan para soldadura por fusión porque son propensas a la licuación y al agrietamiento por solidificación.

¿Se puede soldar aluminio con MIG? La soldadura MIG se puede utilizar con éxito para unir aleaciones de aluminio. El proceso es más adecuado para materiales de calibre más delgado, como láminas de aluminio, porque la cantidad de calor requerida es menor en comparación con placas más gruesas. El argón puro es el gas protector preferido para este proceso y el alambre/varilla de soldadura utilizado debe tener una composición lo más similar posible a las piezas que se van a soldar.

¿Se puede soldar aluminio con TIG? La soldadura TIG también se puede utilizar para unir aleaciones de aluminio. Debido a la alta conductividad térmica del aluminio a granel, el proceso TIG permite generar suficiente calor para mantener la región de soldadura lo suficientemente caliente como para crear un baño de soldadura. La soldadura TIG se puede utilizar para unir secciones gruesas y delgadas. De manera similar a la soldadura MIG, el argón puro es el gas protector preferido y el alambre/varilla de soldadura utilizado debe tener una composición similar a la de las piezas que se van a soldar.

Soldadura por láser

Al igual que otros procesos basados en fusión, incluida la soldadura por arco, los rayos láser se pueden utilizar para soldar muchas series de aleaciones de aluminio. La soldadura láser suele ser un proceso de soldadura más rápido en comparación con otros procesos de soldadura debido a su alta densidad de potencia en la superficie del material. La soldadura láser de ojo de cerradura es capaz de producir soldaduras de alta relación de aspecto (ancho de soldadura estrecho: profundidad de soldadura grande), lo que da como resultado zonas estrechas afectadas por el calor. La soldadura por rayo láser se puede utilizar con materiales sensibles a grietas, como la serie 6000 de aleaciones de aluminio, cuando se combina con un material de relleno adecuado, como las aleaciones de aluminio 4032 o 4047. Los gases protectores utilizados se seleccionan en función del grado de aluminio que se va a unir.

Soldadura por haz de electrones

De manera similar a la soldadura láser, los rayos de electrones son buenos para producir soldaduras rápidas y baños de soldadura pequeños. Los haces de electrones también son mejores para producir soldaduras en secciones de aluminio muy gruesas. A diferencia de otros procesos basados en fusión, la soldadura por haz de electrones se produce en el vacío, lo que significa que no se requiere gas protector, lo que da como resultado soldaduras muy puras.

La selección adecuada del metal de relleno (alambre o varilla de relleno), los parámetros de soldadura cuidadosamente seleccionados y el diseño de la junta son esenciales para minimizar el riesgo de agrietamiento en caliente en las aleaciones de aluminio cuando se utilizan procesos de soldadura por fusión como arco, haz de electrones y soldadura láser.

Soldadura por fricción

La soldadura por fricción es un proceso de unión en estado sólido (es decir, sin que se produzca fusión del metal), que es especialmente adecuado para unir aleaciones de aluminio. La soldadura por fricción es capaz de unir todas las series de aleaciones de aluminio, incluidas 2xxx y 7xxx, que resultan difíciles con los procesos basados en fusión. Además, debido a la naturaleza del proceso de estado sólido, se elimina la necesidad de gas protector y se obtiene un rendimiento mecánico superior de la región de soldadura en comparación con los procesos de soldadura por fusión. Existen varias variantes del procesamiento de fricción:

Soldadura por fricción-agitación (FSW). FSW fue desarrollado en TWI Ltd en 1991. FSW funciona utilizando una herramienta no consumible, que se gira y se introduce en la interfaz de dos piezas de trabajo. Luego, la herramienta se mueve a través de la interfaz y el calor de fricción hace que el material se caliente y se ablande. Luego, la herramienta giratoria mezcla mecánicamente el material ablandado para producir una soldadura. El proceso se utiliza normalmente para unir material de lámina/placa de aluminio.

Recarga de soldadura por puntos por fricción y agitación (RFSSW). RFSSW es un desarrollo del proceso FSW y se utiliza como técnica de soldadura por puntos para reemplazar remaches en aplicaciones de chapa de aluminio.

Soldadura por fricción lineal (LFW). LFW funciona oscilando una pieza de trabajo con respecto a otra bajo una gran fuerza de compresión. La fricción entre las superficies oscilantes produce calor, lo que hace que el material de la interfaz se plastifique. A continuación, el material plastificado se expulsa de la interfaz, lo que provoca que las piezas de trabajo se acorten (se quemen) en la dirección de la fuerza de compresión. Durante el quemado, los contaminantes de la interfaz, como óxidos y partículas extrañas, que pueden afectar las propiedades y posiblemente la vida útil de una soldadura, se expulsan hacia la rebaba. Una vez libre de contaminantes, se produce un contacto puro de metal con metal, lo que da como resultado una soldadura. El proceso se utiliza para unir componentes de aluminio a granel para producir formas casi netas.

Soldadura por fricción rotativa (RFW). RFW es similar a LFW con la excepción de que las piezas de aluminio a granel son cilíndricas y giran para generar calor por fricción en lugar de oscilar linealmente.