Obtención de juntas disimiles de la aleación de aluminio AA7075 – T6 y polietileno de alta densidad (HDPE) empleando el proceso Friction Stir Welding (FSW)

Resumen

En este trabajo se empleó el proceso de soldadura en estado sólido Friction Stir Welding (FSW), aprovechando su condición para obtener uniones permanentes sin superar la temperatura de fusión de los materiales involucrados y sin requerir material de aporte. Sus características lo convierten en una buena opción para la obtención de juntas disímiles y específicamente para la combinación AA 7075 – T6 y polietileno de alta densidad (HDPE, por sus siglas en inglés). Esta aleación es comúnmente empleada en el sector aeroespacial, y es ideal para el proceso FSW, ya que se caracteriza por su baja soldabilidad por métodos tradicionales por fusión, al presentar problemas de susceptibilidad al agrietamiento durante la solidificación. Las uniones polímero-aluminio se presentan como una alternativa para la fabricación de componentes que requieren altas relaciones resistencia–peso.

Para las juntas se empleó material base de 50 x 150 mm y 3/16 in de espesor, una maquina CNC equipada con un dispositivo de medición de fuerzas, axiales y longitudinales, adaptado a la bancada; una herramienta no consumible de acero H13 con hombro convexo de círculos concéntricos, y un pin cilíndrico roscado de 4,5 mm de largo. Los parámetros evaluados estuvieron entre 500 y 2450 rpm de velocidad de giro, y entre 25 y 100 mm/min para la velocidad de avance. Las juntas obtenidas se evaluaron empleando ensayos no destructivos (END) de inspección visual (IV) y líquidos penetrantes (LP). Adicionalmente se empleó corte por chorro de agua y partículas, buscando así el menor nivel de afectación, para obtener probetas y comparar el nivel de continuidad o unión en la sección transversal de las juntas, empleando estereoscopia óptica. Como complemento de las técnicas de inspección, se contrastaron los resultados con datos de fuerza longitudinal y axial y el comportamiento mecánico de algunas juntas.

A partir de los resultados obtenidos por los métodos mencionados se encontró que ante valores intermedios de velocidades de rotación y de avance en el intervalo evaluado, la sección transversal de las soldaduras presenta mayor continuidad y mejores prestaciones. Resalta la combinación de parámetros: soldaduras a 50 mm/min, entre 1150 a 2450 RPM, y la combinación de 75 mm/min y 2450 RPM. La obtención de juntas sanas es prometedora, pero aún está en desarrollo.