SOLDADURA 29 Uno de los puntos más problemáticos del proceso de soldadura láser es la obtención de unos parámetros que proporcionen una soldadura de calidad y repetitiva. El desarrollo de este proceso en materiales termorresistentes como los empleados en la turbina aeronáutica supondría un gran aporte científico-técnico debido a la poca divulgación experimental aportada en este campo, y también sería de ayuda en la reducción máxima de defectología asociada a la soldadura láser de materiales disimilares [5]. Con el desarrollo de este proceso, se espera reducir la cantidad de materiales utilizados y la cantidad de piezas defectuosas, reduciendo el impacto medioambiental y energético que supone su reciclado. Por otra parte, la posibilidad de fabricar piezas cada vez más eficientes, permitirá reducir la energía de su fabricación, con el consiguiente beneficio medioambiental. MATERIALES Y EQUIPAMIENTO EMPLEADO Las uniones de soldadura se han realizado en las instalaciones del Centro de Fabricación Avanzada Aeronáutica (CFAA). El centro cuenta con una célula robotizada de soldadura láser, Trumpf Trulaser Cell 3000, que permite realizar cordones de soldadura de gran calidad con el mínimo daño térmico en pieza. Como ya se ha comentadopreviamente, para el estudio se han empleado chapas de Inconel 718 y AISI 321 de 105x15 mm y espesor 1,3 mm. Las propiedades de cada material se pueden ver en las Tabla 1 y Tabla 2 respectivamente. Las configuraciones de soldadura que se han empleado han sido soldadura a tope, y soldadura en solape colocando por una parte la chapa de Inconel 718 en la parte de arriba, y por otra parte la chapa de AISI 321 en la parte de arriba. Los parámetrosmás influyentes en la soldadura láser son la potencia empleada, la velocidad de avance y la distancia focal. Para obtener los parámetros más adecuados para realizar las probetas se ha realizado una batería de ensayos sobre chapas planas de ambosmateriales. Una vez obtenidos los parámetros óptimos, se han limpiado las chapas a soldar con acetona con el fin de eliminar posibles impurezas y restos de grasa que puedan generar defectos de soldadura. La Tabla 3 muestra los parámetros empleados en cada configuración soldada. Una vez soldadas las muestras a tope y en solape, se han radiografiado para ver la calidad interna de la unión soldada, y después se han cortado y pulido para el análisis metalográfico. Una vez detectados los defectos internos, se han realizado ensayos de microdureza. Una de las probetas soldadas a tope se ha utilizado para cortar probetas de tracción para analizar la resistencia a tracción de la unión. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Una vez realizados los tres ensayos, se ha procedido al análisis de las muestras. En primer lugar, se ha realizado una inspección visual para comprobar el aspecto de los cordones, y después se han realizado las radiografías. Las radiografías sirven para ver la integridad de la unión soldada y para ver de forma no destructiva si existen defectos internos, tales como poros, en el interior de la pieza soldada. En este caso, como se puede ver en la figura 2, figura 3 y figura 4, en ninguna de las tres radiografías se aprecian poros. Una vez finalizados los ensayos no destructivos, se ha procedido a realizar los ensayos destructivos, tales como el análisis metalográfico, microdurezas y ensayos de tracción. Los resultados del análisis macrográfico tanto en las uniones soldadas en solape como a tope, muestran un cordón uniforme. Las figuras 5 y 6 muestran las macrografías de las uniones realizadas en solape con la chapa AISI 321 colocada en la parte de arriba y a tope respectivamente. El cordón tiene forma de reloj de arena en ambos casos, con Tabla 1: Composición química del acero inoxidable 321. Tabla 2: Composición química del Inconel 718. Tabla 3: Parámetros de soldadura. COMPOSICIÓN QUÍMICA (%) C Mn P S Si Cr Ni N Mo Ti Fe 0 - 0.08 0 - 2 0 - 0.04 0 - 0.03 0.4 - 1 17 - 19 9.5 - 12 0 - 0.1 0 - 0.5 5x C - 0.7 Bal COMPOSICIÓN QUÍMICA (%) C Mn Si P S Cr Ni Mo Nb Ti 0 - 0.08 0 - 0.35 0 - 0.35 0 - 0.015 0 - 0.015 17 - 21 50 - 55 2.8 - 3.3 4.75 - 5.5 0.65 - 1.15 Al Co Ta B Cu Pb Bi Se Fe 0.2 - 0.8 0 - 1 0 - 0.05 0 - 0.006 0 - 0.30 0-0.0005 0-0.00003 0-0.0003 Bal JUNTA A TOPE JUNTA EN SOLAPE Potencia (kW) 3 3 Velocidad soldadura (m/min) 5 2.8 Diámetro spot (micras) 800 800 Posición focal (mm) 0 0 Caudal de gas en cara (l/min) 40 40 Caudal de gas en raíz (l/min) 10 10
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