Soldadura de acero mediante fricción-agitación

En el marco del proyecto «High integrity low distortion assembly» (HILDA), financiado por la Unión Europea, se ha realizado un progreso muy importante para desarrollar esta técnica de soldadura para el acero. Los socios del proyecto han demostrado que la FSW puede soldar todos los grados de acero que se utilizan en el sector de los astilleros.

Se han dedicado esfuerzos importantes a probar mecánicamente soldaduras obtenidas por fricción-agitación en acero de grado DH36. La caracterización microestructural fue el primer paso experimental para establecer los límites del proceso de FSW.

Un resultado secundario de la evaluación microestructural fue obtener información sobre defectos indeseados inducidos por el proceso que podrían poner en peligro la integridad de la soldadura. La ausencia de fallos proporciona la seguridad de que los parámetros seleccionados para el proceso de soldadura dan lugar a un nivel de calidad aceptable.

La selección de los parámetros de soldadura es un proceso complejo con muchas variables interdependientes que se conocen poco. Con el fin de compensar estas carencias en los conocimientos, se combinaron la modelización microestructural y la global con el fin de obtener información sobre los parámetros más importantes de la soldadura y realizar predicciones sobre el estado posterior a la misma.

El objetivo del proyecto es desarrollar las bases científicas de un proceso de soldadura por fricción-agitación fiable y adecuado para el acero. HILDA mejorará los conocimientos metalúrgicos necesarios para predecir cambios de fase y regímenes de tensiones en el estado soldado. Esto permitirá obtener un proceso de soldadura rentable y con baja distorsión para los astilleros de la Unión Europea.

Los principales obstáculos que se deben superar para una aplicación más generalizada de la FSW al acero incluyen las mejoras en la productividad (velocidad de soldadura, duración y coste de las herramientas), la ampliación del ámbito de aplicación (geometrías de soldadura, grados y grosores de acero), así como el desarrollo de procesos predecibles y de una estrategia de aseguramiento de la calidad.

HILDA ha demostrado que es posible realizar la soldadura a testa del acero y las consideraciones sobre el proceso indican la posibilidad de soldar en otras configuraciones. Por ejemplo las geometrías en solape y en T, que ya son posibles en materiales como el aluminio, también deberían ser posibles en acero si se obtuvieses un material y un diseño adecuados para las herramientas.

Se han realizado comparaciones de costes y ventajas de la FSW, en su estado actual inmaduro, respecto de los costes de las técnicas de soldadura por fusión actuales en acero, principalmente soldadura por arco en atmósfera inerte (MIG), soldadura por arco sumergido (SAW) y soldadura híbrida con láser. Se han identificado las oportunidades de reducción de costes, mejora de la seguridad y mejora en las propiedades de la soldadura que representa la soldadura mediante fricción-agitación y se ha tomado nota de las posibles desventajas.