| Summary: | Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico === El cobre es uno de los materiales más versátiles disponibles en la industria, dadas
sus propiedades físicas y mecánicas, con aplicaciones en la electrónica, piping, la industria
metalmecánica y la construcción. Sin embargo, su utilización se ve limitada a los procesos
de manufactura disponibles, donde los sistemas de unión de materiales suponen un
problema. En los procesos de soldadura tradicionales, arco eléctrico protegido por fundente
o gases inertes, es necesario una gran densidad de energía para poder alcanzar el punto
de fusión del material (1083°C), además estos generan defectos de soldadura que reduce
considerablemente sus propiedades, como la resistencia a la tracción y la dureza.
La soldadura por fricción-agitación (FSW), es un sistema de soldadura creado para
la unión de materiales que presentan problemas en su soldado, en un principio fue creado
para soldadura de aluminios de la serie 2XXX y 7XXX, para luego ser aplicados en cobre,
aleaciones de titanio y algunos aceros. El proceso consiste en generar una unión de
superficies aprovechando el aumento de temperatura y la deformación plástica generadas
por la fricción de una herramienta cilíndrica rotativa en su paso por la línea de soldadura.
El objetivo general de este trabajo fue determinar la posibilidad de realizar un
proceso de FSW en un centro de mecanizado (CM) modelo HATFORD HCMC 2082,
disponible en la Comisión Chilena de Energía nuclear (CCHEN). Para esto fueron
realizadas las siguientes etapas, el desarrollo de un modelo teórico para calcular la potencia
necesaria para realizar FSW y comparar con las características del CM; determinar la
evolución de las propiedades mecánicas de la unión (resistencia a la tracción, dureza y
ductilidad) y la microestructura respecto de la velocidad de rotación de la herramienta; y
determinar los parámetros con los cuales se obtienen los mejores resultados de
propiedades mecánicas.
Las experiencias fueron realizadas en placas de cobre comercial de 8 mm de
espesor, utilizando una herramienta carburo tungsteno, a una velocidad constante de
avance de herramienta de 5 mm/min. Se utilizó como variable del estudio la velocidad de
rotación de la herramienta en el rango de los 800 RPM a 1600 RPM.
A partir del estudio, concluyó que el centro de mecanizado reúne las condiciones
para FSW. De la experimentación se obtuvieron soldaduras de superficie regular, sin
defectos visibles. Los ensayos realizados a estas, radiografía, metalografía, tracción,
dureza, mostraron que la calidad de soldadura disminuye al aumentar las RPM de la prueba,
obteniendo los mejores resultados en condiciones de operación 5 mm/min de velocidad de
avance y 800 RPM de velocidad de rotación de herramienta. === Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN)
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