¿Cómo controlar la distorsión en la soldadura de aluminio?

¿Qué es la distorsión en la soldadura?

Distorsión es el término general para las diferencias del componente con respecto a la forma deseada después de la entrada de calor y el enfriamiento a temperatura ambiente. La distorsión está siendo iniciada por deformaciones plásticas debido a la expansión y contracción del calor por diferenciación local y oportuna. La contracción se considera la contracción, por ejemplo, del área calentada de un componente por soldadura durante el enfriamiento.

Para la prevención o reducción de distorsiones y tensiones residuales, se hace una distinción entre las medidas preventivas aplicadas (durante la ingeniería y en parte durante la fabricación) y las medidas aplicadas posteriormente.
Para la fabricación económica, siempre es beneficioso considerar ya el inicio de distorsiones y tensiones residuales en la fase de ingeniería. Sin embargo, la calidad de la fabricación es importante.


La calidad de las soldaduras depende, entre otros, de:
1. el metal base
2. el espesor de la placa
3. el proceso de soldadura
4. los accesorios de soldadura y
5. la destreza del soldador.
A partir de este respectivo, debe existir una cooperación continua entre la ingeniería y la fabricación.

Control de la distorsión en la soldadura de aluminio

1. Secuencia

Al ensamblar y unir partes de una estructura o de miembros construidos, y al soldar partes de refuerzo a los miembros, la WPS y la secuencia deben ser tales que minimicen la distorsión y el encogimiento. Las juntas que se espera que tengan una contracción significativa generalmente deben soldarse antes que las juntas que se espera que tengan una contracción menor.
En la medida de lo posible, todas las soldaduras se depositarán en una secuencia que equilibrará el calor aplicado de la soldadura mientras la soldadura progresa. Cuando lo requieran los documentos del contrato, el Contratista preparará una especificación de secuencia de soldadura para un miembro o estructura que, junto con el WPS y los métodos generales de fabricación, producirá miembros o estructuras que cumplan con los requisitos de calidad especificados.

2. Dirección de soldadura.

La dirección de la progresión general en la soldadura de un miembro será desde puntos donde las piezas están relativamente fijas en posición entre sí hacia puntos donde tienen mayor libertad relativa de movimiento.

3. Prevención de grietas.

Al realizar soldaduras en condiciones de restricción de contracción externa severa, la soldadura debe completarse o completarse hasta un punto que asegure la ausencia de grietas, antes de que se permita que la junta se enfríe por completo.

4. Correcciones.

Los elementos deformados por soldadura se enderezarán a temperatura ambiente por medios mecánicos o mediante la aplicación cuidadosamente supervisada de una cantidad controlada de calor localizado junto con medios mecánicos. Si se va a aplicar calefacción localizada en cualquier operación de enderezamiento, el procedimiento completo debe ser presentado y aprobado por el ingeniero. Este procedimiento se adherirá a los valores máximos de temperatura en la siguiente Tabla y lo siguiente: Excepto por aquellas tensiones resultantes del método de enderezamiento mecánico usado junto con la aplicación de calor, la parte que se calentará para enderezar debe estar sustancialmente libre de tensiones y de fuerzas externas. Los tiempos de retención máximos para la formación y el enderezamiento de aleaciones de aluminio a diversas temperaturas se dan en la siguiente tabla.

5. Entrada de calor

La entrada de calor se puede controlar / minimizar mediante la elección de un proceso de soldadura adecuado. Los ajustes de soldadura también influyen. Por ejemplo, durante la soldadura manual por arco metálico, se debe considerar la elección del tipo de electrodo, el diámetro del electrodo y la corriente de soldadura.
Junto con la elección del proceso de soldadura, también debe considerarse el precalentamiento como entrada de calor. Se está aplicando específicamente, entre otros, para reducir la extensión y el aumento de las tensiones residuales y, por lo tanto, para reducir la distorsión. Es decir, el precalentamiento es beneficioso por las siguientes razones:

  1. Reducir los picos de tensión en componentes de paredes gruesas
  2. Prevención del endurecimiento y el agrietamiento por tensión del acero de alta resistencia y el acero aleado mediante la reducción de la velocidad de enfriamiento.
  3. mejora de la fusión de materiales base con alta conductividad térmica (aluminio, cobre)
  4. reduciendo la entrada de calor y la ZAT
  5. soldadura en condiciones de baja temperatura / clima frío
  6. Reducción de las tensiones residuales de los materiales base con ductilidad limitada (por ejemplo, fundición de acero)
    Se recomienda aplicar un calentamiento uniforme en ambos lados de la junta soldada. El precalentamiento necesario se determinará en función del análisis químico, el aporte de calor, la conductividad térmica, el espesor del material y el tipo de junta.
    También el diseño de las uniones soldadas y las secuencias de soldadura son importantes para la entrada de calor. Por ejemplo, en el caso de construcciones de chapa fina con soldaduras largas, es útil aplicar soldaduras intermitentes para evitar deformaciones innecesarias.

6. Preajuste / predoblado

Una posibilidad para garantizar una distorsión libre después de la soldadura es, por ejemplo, aplicar un pre-ajuste o un pre-doblado del componente en la dirección opuesta a la contracción / distorsión del ángulo esperado. Esto se puede aplicar tanto a las soldaduras a tope en V como a las soldaduras en ángulo. Preajuste de chapas metálicas en la dirección opuesta a la deformación angular esperada de las soldaduras a tope.

6. Sujeción / pre-sujeción

Las medidas de pre-ajuste o pre-flexión mencionadas anteriormente contrarrestan la distorsión esperada. Debido a la contracción libre, no se generan tensiones elevadas. Otra posibilidad para evitar la distorsión del ángulo es mediante sujeción o pre-sujeción. Al hacerlo, los componentes se colocan en un accesorio de manera que puedan moverse en la dirección del plano (¡contracción transversal libre de la soldadura!), Pero se evita la elevación de este plano (distorsión del ángulo) sujetando abrazaderas. . Sin embargo, estos dispositivos deben ser rígidos a la deformación y ser capaces de soportar fuerzas enormes.
Esto puede lograrse sujetando) un componente o montando varios componentes entre sí, p. Ej., Ensamblaje adosado.