Operación
Soldadura por haz láser y por fricción-agitación en estructura de aeronave
Ficha de referencia al artículo de revisión de Kashaev, Ventzke y Çam sobre las dos técnicas que están sustituyendo al remachado en estructura primaria de aluminio.
Artículo de revisión publicado en el Journal of Manufacturing Processes (Elsevier), con derechos reservados. No se reproduce ni se traduce: se resume su objeto y se cita la fuente.
Por qué esto es una ficha y no una traducción. El documento original es un artículo de revisión publicado en el Journal of Manufacturing Processes, de Elsevier. Son casi 30 000 palabras de material académico de terceros con derechos reservados. Traducirlo y alojarlo aquí sería una infracción, por muy buena que sea la revisión —y lo es—.
De qué trata
Autores: Nikolai Kashaev y Volker Ventzke (Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Institute of Materials Research, Alemania) y Gürel Çam (Iskenderun Technical University, Turquía).
Es una revisión del estado del arte de dos procesos de unión aplicados a estructura de célula de aluminio:
- Soldadura por haz láser (LBW).
- Soldadura por fricción-agitación (FSW), que es una unión en estado sólido: el material no llega a fundir.
Por qué importa en aeronáutica
La pregunta de fondo que aborda la revisión es si estos procesos pueden sustituir al remachado en estructura primaria. No es una cuestión menor: el remachado es pesado, lento e introduce miles de taladros, cada uno de ellos un concentrador de tensión y un punto de inicio potencial de grieta de fatiga.
Una estructura soldada en lugar de remachada es más ligera y tiene menos iniciadores de grieta. A cambio, plantea problemas que la revisión examina en detalle: comportamiento a fatiga del cordón, propagación de grieta, tensiones residuales, tolerancia al daño y la dificultad conocida de soldar las aleaciones de la serie 2xxx y 7xxx, que son precisamente las de uso estructural aeronáutico.
Su relación con la limpieza láser
La conexión con el FP-300 es directa y está documentada en otros artículos de esta biblioteca: la preparación de la superficie decide la calidad del cordón. La limpieza láser previa retira la película de óxido, los lubricantes y los contaminantes que aportan hidrógeno, y con ello la porosidad del cordón cae de forma drástica —del 9,68 % al 2,91 % al aire, y hasta el 1,59 % en argón, según Zhou et al.—.
Dicho de otro modo: cuanto más se acerque la industria a sustituir el remache por la soldadura, más determinante se vuelve la preparación de superficie. Véase Optimización del comportamiento del sustrato.
Cita
Kashaev, N.; Ventzke, V.; Çam, G. «Prospects of laser beam welding and friction stir welding processes for aluminum airframe structural applications». Journal of Manufacturing Processes, Elsevier.