Soldadura FSW en LORTEK
- 12/01/2020
Soldadura “Friction Stir Welding” (FSW)
La tecnología de soldadura por fricción-agitación o “Friction Stir Welding” (FSW) es un proceso de soldadura en estado sólido donde una herramienta rotativa no consumible (compuesta habitualmente por un hombro y un pin) se presiona contra los materiales que se quieren soldar. La fricción y deformación producida entre la herramienta y los materiales base eleva la temperatura hasta la temperatura de reblandecimiento de los materiales que se quieren soldar. La herramienta se traslada a lo largo de la junta de forma que, debido a su rotación y diseño específico, genera un flujo de material plastificado produciendo una mezcla que consolida la unión en estado sólido.
La soldadura FSW es una tecnología madura sobre todo para aleaciones de bajo punto de fusión (aluminio, magnesio, plomo, etc). La soldadura FSW de aleaciones de aluminio se rige por la norma ISO25239. LORTEK ha participado en la concepción de esta norma como experto reconocido a nivel nacional.
Las principales características de la soldadura FSW son:
Soldadura “Friction Stir Spot Welding” (FSSW)
Se trata de la variante de soldadura por puntos de la soldadura FSW. En la siguiente imagen se muestra un esquema de los principios básicos del proceso:
Las principales características de la soldadura FSSW son:
La soldadura FSSW es una tecnología madura sobre todo para aleaciones de bajo punto de fusión (aluminio, magnesio, plomo, etc). La soldadura FSSW de aleaciones de aluminio se rige por la norma ISO18785. LORTEK ha participado en la concepción de esta norma como experto reconocido a nivel nacional.
La tecnología de soldadura por fricción rotativa es un proceso de soldadura en estado sólido donde una pieza rotativa se presiona contra otra estática. La fricción producida en la intercara de las piezas eleva la temperatura hasta reblandecer y plastificar el material. La rotación de la pieza rotativa se detiene y se eleva la presión de forma que se forja una pieza con la otra produciendo la unión en estado sólido.
Las principales características de la soldadura por fricción rotativa son:
LORTEK también tiene experiencia y colaboraciones en otras tecnologías tales como:
Implementación industrial de soldadura FSW en sustitución de soldadura al arco y soldadura con llama.
Equipo Ad-Hoc de soldadura FSW incluyendo desarrollo de controlador con capacidades de registro y monitorización de datos de proceso, herramientas FSW, parámetros de proceso y homologación en base a ISO25239, utillajes de amarre y posicionamiento, etc. Mejora de la calidad de las uniones soldadas. Reducción de tiempo de ciclo de aproximadamente 80%. Reducción de costes de fabricación y consumo energético. Mejora de entorno laboral y salud de los operarios. Sistema de control propio de LORTEK (Copyright “SOFTWARE DE CONTROL FSW” - TXu 2-023-714).
Necesidad de soldadura FSW a alta velocidad (>3m/min) cumpliendo con las exigencias de calidad para dar respuesta a las cadencias de fabricación del sector automoción (e-mobility).
Soldadura FSW a alta velocidad (hasta 4m/min) cumpliendo con los requisitos de calidad establecidas por norma ISO25239, incluyendo desarrollo de herramientas FSW, parámetros de proceso, utillajes de amarre y posicionamiento, etc. Reducción de distorsiones y costes de fabricación significativa respecto a otros procesos de soldadura.
Reducir distorsiones en estructuras reforzadas fabricadas en aluminio mediante soldadura al arco (MIG).
Soldadura FSW en uniones en T incluyendo desarrollo de herramientas FSW, parámetros de proceso, utillajes de amarre y posicionamiento, etc. Reducción de distorsiones de hasta un 90%; reducción de tiempos y costes de fabricación.
Necesidad de aligeramiento de estructuras mediante soldadura de componentes de aluminio y acero.
Diseño de estructura para su fabricación mediante materiales bimetálicos soldados por explosión, soldadura al arco y soldadura FSW. Desarrollo de proceso de soldadura FSW incluyendo herramienta FSW, parámetros de proceso, etc.
Trabajo desarrollado en colaboración con CAF I+D en el proyecto BIMETAL. Publicación de co-patente “METHOD FOR WELDING TOGETHER DISSIMILAR PARTS” (EP 3 178 600 A1).
Necesidad de medir temperaturas máximas alcanzadas durante procesos de soldadura FSW.
Desarrollo de sistema inalámbrico de medición de temperaturas mediante termopares incorporados en la propia herramienta giratoria FSW, con capacidad de medida máxima de la temperatura durante el proceso FSW en la intercara herramienta FSW y material soldado. Solicitud de publicación de patente “SISTEMA PARA LA MEDICIÓN DE TEMPERATURAS EN UN PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA POR FRICCIÓN-AGITACIÓN” (PCT/ES2017/070807).
Sistema desarrollado en cooperación con la Universidad de Bordeaux en el marco del proyecto MONITEMP.
Necesidad de optimizar el sistema de control de proceso FSW para equipos robotizado.
Software de control desarrollado con capacidades de adquisición y monitorización de datos de proceso de soldadura FSW a alta velocidad. Mejora de estabilidad y repetitividad de proceso de soldadura FSW en equipo robotizado KUKA KR500-3MT.
Software desarrollado en cooperación con ACTEMIUM y optimizado por LORTEK en el marco del proyecto MALGUROB.
Necesidades de aligeramiento de estructuras para vehículos de transporte (automoción, aeronáutico, ferroviario).
Desarrollo de procesos de soldadura FSW y FSSW para la fabricación de estructuras rigidizadas mediante extrusiones y chapas laminadas de aluminio soldadas a solape. Mejora de calidad dimensional (reducción de distorsiones en comparación con otros procesos de soldadura) y el ratio rigidez/peso de estructuras. Reducción de tiempos y costes de fabricación.
Tecnologías actualmente en desarrollo en el marco del proyecto ecoTECH en colaboración con Hellenic Aerospace Indutry (HAI), Israel Aerospace Industries (IAI), AeroMagnesium (AM), AkzoNobel, NLR, ALTRAN, etc.
Desafíos que hay que afrontar en los próximos años: