Efecto de la profundidad de indentación en las propiedades mecánicas desoldaduras de punto por fricción agitación (FSSW) en AA6063-T6

L. FRANCESCO, H. G. SVOBODA

La Plata

Congreso; XI Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica CIBIM 2013; 2013

FEIBIM

El proceso de Soldadura por Fricción-Agitación (FSW) ha revolucionado la tecnología de la soldadura en los últimos 20 años, particularmente en relación a aplicaciones relacionadas con aleaciones de aluminio. Una de las variantes surgidas de dicho proceso es la Soldadura de Punto por Fricción-Agitación (FSSW), que ha encontrado numerosas aplicaciones principalmente en la industria automotriz. La soldadura de materiales disimilares, tanto en cuanto a los espesores a unir como a la composición química, es un aspecto de gran relevancia tecnológica en las aplicaciones actuales, siendo escasa la información sistemática disponible al respecto.  En este sentido el proceso FSSW presenta una ventaja sustancial respecto de otros procesos de soldadura. Además, en aleaciones termoenvejecibles debe tenerse en cuenta la evolución temporal de las propiedades luego de realizada la soldadura. Entre las variables del proceso FSSW se encuentra la geometría de la herramienta, la velocidad de rotación, la velocidad de indentación, el tiempo de permanencia y la profundidad de indentación de la herramienta, entre otras. Existe en la actualidad una amplia diversidad de combinaciones que presentan resultados aceptables, lo que permite diversas estrategias para la optimización del proceso en el balance consumo de potencia, de tiempo de soldadura y resistencia mecánica del punto. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la profundidad de indentación de la herramienta sobre la formación del punto y las propiedades mecánicas de uniones soldadas en AA6063-T6. Se soldaron por FSSW chapas superpuestas de aleación de aluminio AA6063-T6 en espesores disímiles (2-3 mm), con diferentes profundidades de indentación (0,1 a 1,3mm), con dos velocidades de rotación de la herramienta (680 y 1200 rpm) y tiempos de permanencia de 2, 5 y 10 seg. Sobre las uniones soldadas se realizó una caracterización macroestructural, se analizó el flujo de material, la presencia de defectos y se relevaron las dimensiones características del punto. Se determinaron perfiles de microdureza y se realizaron ensayos tipo peel test. Se analizaron los modos de fractura observados. La resistencia del punto aumentó con la profundidad de indentación, sin una fuerte influencia del tiempo de permanencia, ni de la velocidad de rotación. Para la mayor profundidad de indentación se obtuvieron los mayores valores de carga de rotura de alrededor de 6,2kN, tanto para 1200 rpm como para 680 rpm, con 2, 5 y 10 seg. En este caso el modo de fractura cambió de ser interfacial a circunferencial. En este sentido el procedimiento que optimizó el consumo de energía, el tiempo de soldadura y la resistencia del punto fue el de 680 rpm y 2 seg de permanencia, con una indentación de  alrededor de 1 mm.