Análisis del calentamiento de malla metálica para la soldadura por resistencia de laminados termoplásticos reforzados

I.. González Requena, F. Cruz García, J.M. Sánchez García del Toro
Departamento de Materiales y Producción Aeroespacial. ETSI Aeronáuticos. UPM.Plza del Cardenal Cisneros,3 28040 Madrid. 91 3366330. igr@aero.upm.es.01/12/2002

1. Introducción

La soldadura por resistencia de material compuesto de matriz termoplástica es una interesante solución para la unión de este tipo de materiales.

Se pretende conseguir la fusión del termoplástico gracias al calor disipado por efecto Joule en una resistencia (malla de acero).

Será necesario el empleo de material de aportación, utilizándose un film del mismo material termoplástico (PPS), de unas 100 micras de espesor.

Una vez conseguida la fusión, es necesaria la aplicación de presión para que se produzca una correcta consolidación, y no queden poros en el interior que debiliten la resistencia de la unión .

Los parámetros de control del proceso serán los siguientes: intensidad de corriente que circula por la malla (y su variación con la temperatura alcanzada), espesor del material de aportación, y valor de la presión aplicada.

2. Experimental

Para suministrar la corriente necesaria, se dispone de una Fuente de Alimentación.

A la hora de embeber la malla de acero entre los films de PPS se emplea un equipo de soldadura por ultrasonidos (modelo Branson PGH 420).

Para monitorizar la temperatura alcanzada durante el calentamiento, se emplea un pirómetro de infrarrojos (modelo Raytek MX4).

Finalmente, la consolidación de produce en una prensa neumática, aunque, debido a las características del proceso, se preferiría una prensa hidráulica.

3. Resultados y Discusión

Uno de los problemas presentados consiste en la variación de la resistividad de la malla con la temperatura alcanzada.

Hasta unos 160ºC se mantiene una variación lineal con la temperatura, pero, a partir de esa temperatura, deja de serlo.

Por ello, para conseguir un rápido y controlado aumento de temperatura en la zona de la unión, es necesario una fuente de alimentación con unas características especiales.

La solución más conveniente es una fuente de alimentación que proporcione una ley de variación de la intensidad con el tiempo prefijada. Para ello, mediante la realización de una serie de ensayos, obtenemos la ley óptima, de modo que la calidad de la unión resulte aceptable.

4. Conclusiones

Una vez obtenida la unión, y comprobada la resistencia mediante los correspondientes ensayos (tracción simple, cortadura, etc.), se obtiene un rango óptimo de valores de los parámetros del proceso productivo, de modo que se pueda implementar esta técnica en la industria.