SOLDADURA 69 de gases de protección del baño de soldadura. En el caso que nos atañe, la soldadura de aluminio va comúnmente ligada al empleo Argón como gas de protección, pero la sustitución de este gas por otras mezclas puede derivar en una mejora de la calidad y productividad del proceso. En el caso que se ha estudiado se ha contado con la colaboración de Nippon Gases, socio del CFAA y el cual ha suministrado los gases con los que se ha llevado a cabo los ensayos de WAAM. Los ensayos han consistido en la fabricación de paredes delgadas, donde se ha analizado la influencia de los gases en diferentes aspectos como la zona afectada térmicamente del material base, dilución del cordón generado y aparición de poros y defectos internos entre otros. MATERIALES Y EQUIPAMIENTO EMPLEADO Para el estudio se han empleado chapas de aluminio de la serie 5xxx (aluminio-magnesio) de 200x50x8 mm a modo de material base a partir del cual se han realizado los ensayos de fabricación aditiva. El material de aporte (Aluminio 5356) viene en formato de bobina de hilo de 1,2 mm de diámetro. Todos los ensayos se han llevado a cabo en la célula de soldadura robotizada del CFAA. Esta célula cuenta con un robot y diferentes ejes adicionales para un total de 10 ejes programables, así como cámaras de visión del baño fundido. Adicionalmente, se ha utilizado un equipo de soldadura MIG EWM. Se han analizado 3 mezclas de gases diferentes: Sanarc AQ (Argón), Sanarc Perfect 1 y Sanarc H30. A continuación, se muestra una tabla donde se detalla el porcentaje en volumen de los elementos de cada uno de estos gases objeto de estudio. • Aparición de poros y defectos internos. • Estabilidad de las paredes generadas. También se ha realizado una tomografía computarizada empleando la estación de rayos X que dispone el centro. Mediante esta técnica se puede obtener una reconstrucción completa del componente y analizar, de una forma rápida y precisa, los defectos internos de las piezas. Las probetas objeto de estudio han consistido en generar, capa a capa, una pared estrecha de 150 mm de longitud y unos 40 mm de altura aproximadamente, aplicando unos parámetros de soldadura predefinidos donde lo único que se ha variado son los propios gases de protección aplicados. Para obtener esta altura de pared se han realizado un total de 34 capas, por lo que la altura media de capa es de unos 1,2 mm. Para obtener estos valores, previamente se han realizado una serie de ensayos con aportes de 2, 3 y 4 capas. A partir de estos ensayos preliminares se ha obtenido una altura media de capa. Asimismo, previamente se han realizado cordones de soldadura unitarios para obtener unos parámetros de soldadura óptimos. Para ello se ha realizado un análisis metalográfico y se han tomado medidas de la dilución y altura del cordón. Para evitar un funKUKA KRC 16 HW Tipo Robot de soldadura Control de programación Reis Número de ejes 6 (Robot) + 2 (mesa) + 2 (columna) Rotación± 370º Rangos de movimiento mesa Tilting +10º/-110º Rotación 170º Rangos de movimiento columna Vertical 2000 mm Potencia soldadura TIG/PAW/MIG 400A Capacidad de carga en eje 6 16 kg Capacidad de carga mesa 2500 kg Otras características Sensor seguimiento junta. Cámara visón del baño fundido. Características de la célula de soldadura robotizada en las instalaciones del CFAA. AR HE 02 N2O AQ 99,999 - - - Perfect1 99,956 - <0,02 <0,02 H30 70 30 - - DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS Para el estudio de los gases y su posterior comparativa entre ellos se han analizado diferentes criterios y características de los ensayos. Basándose en un análisis visual y metalográfico se ha determinado la influencia de cada uno de ellos en el resultado final del proceso. Las principales características analizadas han sido: • Dilución de los cordones en el material base. • Zona afectada térmicamente (ZAT). • Protección frente a oxidaciones.
RkJQdWJsaXNoZXIy Njg1MjYx