Quantification of residual stresses in the weld by the hole-drilling method

Cuantificación de las tensiones residuales en la soldadura mediante el método de perforación de agujeros

Las tensiones residuales surgen en las estructuras sin carga durante los procesos tecnológicos, por ejemplo, fundición, laminación, soldadura y prensado. En el artículo se describe el proceso de cuantificación de las tensiones residuales por el método de perforación de agujeros. Para la determinación de las tensiones residuales se utilizaron los procedimientos en los que se suponen distribuciones constantes o lineales de las tensiones a lo largo del agujero.

INTRODUCCIÓN

Muchos fallos de las estructuras de soporte o de las máquinas no se deben únicamente a las tensiones provocadas por la carga, sino que a menudo son el resultado de tensiones residuales. El tiempo necesario para reparar los equipos y las pérdidas de producción son factores importantes, pero mucho más graves son las posibles lesiones o la muerte de personas. Las tensiones residuales también se producen en las estructuras sin cargas. Surgen sobre todo debido a procesos tecnológicos, como la fundición, el laminado, la soldadura, el prensado o la forja.

Las tensiones residuales son tan peligrosas como las tensiones debidas a la carga operativa. Son indeseables por las siguientes razones: no es fácil determinarlas, se superponen a las tensiones operativas.

Las tensiones residuales de compresión en la capa superficial del material a veces se crean deliberadamente, por ejemplo, mediante granallado, endurecimiento, etc., y contribuyen positivamente a las propiedades de resistencia de la pieza de la máquina. Las tensiones residuales pueden ser peligrosas, ya que pueden determinarse con relativa dificultad mediante métodos no destructivos. No podemos predecir su magnitud, tipo ni dirección. Son capaces de superponerse a las tensiones inducidas por la corrosión, las influencias de la fatiga y es muy difícil eliminarlas de la estructura. Las tensiones residuales deben conocerse durante el funcionamiento del equipo para determinar su influencia en la funcionalidad de la pieza de la máquina.

Aunque ha habido algunos intentos de modelizar las tensiones residuales, estos modelos no son ideales. Para el control de calidad durante la producción de la pieza de la máquina debería ser adecuado utilizar los métodos para la determinación de las tensiones residuales al mismo tiempo. Aunque se alcanzaron algunos progresos en la medición de las tensiones residuales hasta este momento no se desarrolló método no destructivo, barato y eficaz. A pesar de su ocurrencia e importancia en la determinación de la fiabilidad de las estructuras, las tensiones residuales a menudo no se consideran en los cálculos prácticos. Las tensiones residuales son una de las áreas olvidadas en el diseño de piezas de maquinaria. El método más extendido para determinar las tensiones residuales es el método del taladro. Se basa en el cambio de tensiones (o deformaciones) después de taladrar el agujero en la probeta con tensiones residuales [1-5].