La demanda de la industria automotriz de aleaciones de alto rendimiento conocidas como aceros avanzados de alta resistencia (AHS) ha aumentado en los últimos años debido a la seguridad cada vez más estricta para los pasajeros. requisitos de rendimiento del vehículo y ahorro de combustible.
Caracterizado por una mejor conformabilidad y resistencia a las colisiones en comparación con los grados de acero convencionales, Se han utilizado aceros de alta resistencia en lugares críticos de seguridad en estructuras de carrocería para absorber la energía de los impactos. Sin embargo, algunas de estas aleaciones de alta resistencia tienden a volverse frágiles como resultado de la soldadura y pueden romperse cuando se someten al estampado en caliente y al conformado requerido por muchos procesos de fabricación.
"Este problema hace que sea imposible utilizar acero AHS no solo en la industria automotriz sino también en otras industrias como la aeroespacial, "dijo Milton Sergio Fernandes de Lima, investigador del Instituto de Estudios Avanzados del Comando de la Fuerza Aérea Brasileña (IEAv). Para abordar este asunto, Lima ha desarrollado un método innovador de soldadura láser de alta temperatura para acero AHS apropiado para aplicaciones aeroespaciales.
Los resultados, obtenido mientras Lima era becario visitante en la Escuela de Minas de Colorado en los Estados Unidos con el apoyo de la Fundación de Investigación de Sao Paulo, ahora se han publicado en www.aws.org/supplement/WJ_2017_10_s376.pdf "> Diario de soldadura .
La técnica desarrollada por Lima consiste en calentar láminas de acero 22MnB5, el grado AHS más prometedor para estampado y conformado en caliente, a aproximadamente 450 ° C 10 minutos antes de la soldadura láser para igualar las temperaturas. Las láminas se mantienen a alta temperatura durante otros 10 minutos después de la soldadura para producir una estructura bainítica. Los metalúrgicos han descubierto que la bainita, un microconstituyente que se forma en el acero bajo ciertas condiciones, es el mejor candidato para producir uniones soldadas resistentes y fiables. En particular, presenta valores elevados de resistencia a la tracción y elástico.
El análisis mostró que las láminas soldadas a esta alta temperatura contenían bainita y eran mucho más resistentes que las láminas soldadas a temperatura ambiente. que contenía martensita, un microconstituyente con menor rendimiento y resistencia a la tracción que la bainita. Las pruebas de estrés también demostraron la resiliencia de las láminas soldadas a alta temperatura. "Logramos producir soldaduras resistentes directamente en la banda bainítica sin necesidad de tratamiento térmico adicional, "Dijo Lima.
Posibles aplicaciones
Según Lima, la técnica se puede aplicar fácilmente en la fabricación para mejorar la soldadura por láser de acero de alta y ultra alta resistencia. La industria automotriz utiliza soldadura láser para unir espacios en blanco de acero y partes estructurales del cuerpo estampadas, como pilares, vigas rieles marcos túneles y barras de forma más rápida y fiable que con la soldadura convencional.
En la industria aeroespacial, La soldadura láser es utilizada por fabricantes de aviones como Boeing y Airbus, así como algunas empresas europeas más pequeñas, para mejorar la confiabilidad de la soldadura en estructuras para aviones, cohetes misiles satélites vehículos de reentrada, antenas, sistemas a bordo y drones.
"Las estructuras soldadas con láser en esta industria deben poder soportar altas temperaturas y presiones externas, Lima dijo. De ahí la necesidad de niveles muy altos de confiabilidad. Aunque los estudios se encuentran en las primeras etapas, Se espera que el acero bainítico sea un material excelente para blindaje y blindaje debido a su alta capacidad para absorber energía mecánica. añadió.
"Muchos materiales desarrollados por la industria aeroespacial nunca han volado porque no cumplen con los requisitos necesariamente de alta confiabilidad de la industria, Lima dijo. “Pero los subproductos de estos materiales pueden tener aplicaciones y ser fácilmente introducidos en otras áreas, como la industria automotriz. "Lima se encuentra actualmente en un proyecto, también apoyado por la FAPESP, para probar la viabilidad de su técnica en Brasil y utilizarla para la soldadura láser de acero maraging, un ingrediente esencial en los motores de cohetes y misiles brasileños.
