Ingeniería Mecánica · 2025
Soldadura por fricción entre materiales disímiles
Este trabajo de grado analiza la viabilidad técnica de la soldadura por fricción rotativa (RFW) como método para unir materiales disímiles, específicamente acero AISI 1045 y aluminio 6061, utilizando equipos disponibles en el entorno local. La investigación surge ante la necesidad de incorporar procesos de manufactura más eficientes y modernos en la industria metalmecánica colombiana, donde la RFW aún es poco conocida. El estudio comenzó con una revisión bibliográfica sobre los principios de la soldadura por fricción, sus variantes, ventajas, limitaciones y aplicaciones en sectores como el automotriz, aeroespacial y energético. Se identificaron los principales retos al soldar materiales disímiles, como la formación de compuestos intermetálicos frágiles y las diferencias en propiedades térmicas y mecánicas entre el acero y el aluminio...
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Contenido
- Resumenp. 12
- Abstractp. 13
- Índice de Figurasp. 16
- Índice de Tablasp. 17
- Introducciónp. 12
- Introducciónp. 12
- Contextualización del problemap. 12
- Motivaciónp. 13
- Objetivos planteadosp. 14
- Contribución del trabajop. 14
- Organización del documentop. 15
- en materiales disímilesp. 16
- Principios fundamentales de la soldadura por fricciónp. 17
- 2.1.1. Tipos de Soldadura por Fricciónp. 17
- Desafíos en la unión de materiales disimilesp. 17
- 2.2.1. Estrategias para mitigar los desafíosp. 18
- Aplicaciones industrialesp. 18
- Ventajas del Métodop. 19
- Limitaciones Identificadasp. 19
- Comparación con métodos tradicionales de soldadurap. 19
- 2.6.1. Proceso térmico y aporte de materialp. 20
- 2.6.2. Afectación térmica y control de microestructurap. 20
- 2.6.3. Compatibilidad con materiales disímilesp. 21
- 2.6.4. Automatización y aplicaciones industrialesp. 21
- Diseño, fabricación y experimentación de probetas para soldadura por fricciónp. 22
- Diseño y Fabricación de las Probetasp. 22
- 3.1.1. Materiales Seleccionadosp. 22
- 3.1.2. Dimensiones y Geometríasp. 22
- Configuración experimentalp. 24
- 3.2.1. Equipo Utilizadop. 24
- 3.2.2. Variables Medidasp. 24
- Rockwell B y Charpyp. 26
- Introducciónp. 12
- Prueba de tracciónp. 27
- 4.2.1. Análisis de resultadosp. 32
- Prueba de impacto Charpyp. 33
- 4.3.1. Análisis de resultadosp. 32
- Prueba de Dureza Rockwell Bp. 38
- 4.4.1. Análisis de resultadosp. 32
- Conclusionesp. 42
- Referencias bibliográficasp. 47
- Anexosp. 49
- Ilustración 1. Probetas ensayo Tracciónp. 23
- Ilustración 2. Probetas ensayo Dureza Rockwell Bp. 23
- Ilustración 3. Probetas para ensayo Charpyp. 24
- Ilustración 4. Proceso SFW con probetas Acero-Acero, con medición de temperaturap. 25
- serie: MUE200KN, valor nominal: 180.00 kN)p. 29
- Ilustración 6. Ruptura de probeta Aluminio-Aluminio en prueba a tracciónp. 28
- Ilustración 7. Interfaz ruptura probeta Acero-Acero en prueba de tracciónp. 29
- Ilustración 10. Gráfico esfuerzo deformación Aluminio-Aluminio, Probeta Ip. 33
- Ilustración 11. Probetas sometidas a prueba Charpyp. 34
- Ilustración 12. Péndulo de impacto WPM PSW30p. 35
- Ilustración 13. Resultados de pruebas Charpy y temperatura de uniónp. 37
- Ilustración 14. Resultados de pruebas Charpy y tiempo de forjap. 37
- Ilustración 15. Prueba Rockwell Bp. 39
- Ilustración 16. Prueba Dureza Rockwell B en la interfaz probeta Aluminio-Acerop. 39
- Ilustración 17. Resultados de pruebas de dureza Rockwell B y temperatura de uniónp. 40
- Ilustración 18. Resultados de pruebas de dureza Rockwell B y tiempo de forjap. 41
- procesos de soldadurap. 20
- Tabla 2. Influencia del método de soldadura en la ZAT y la distorsión térmicap. 21
- Tabla 3. Adecuación de distintos métodos de soldadura para materiales disímilesp. 21
- uniones metálicas disímiles y homogéneas para prueba de tracciónp. 25
- uniones metálicas disímiles y homogéneas para prueba Charpyp. 26
- uniones metálicas disímiles y homogéneas para prueba de Dureza Rockwell Bp. 26
- Materiales disimiles y homogéneosp. 31
- Tabla 8. Resultados de la prueba Charpy en probetas soldadasp. 36
- Tabla 9. Resultados de la prueba Charpy en el metal basep. 36
- Tabla 10. Resultados de la prueba de dureza Rockwell Bp. 40