Influence of vibrations on residual stresses distribution in welded joints

Influencia de las vibraciones en la distribución de tensiones residuales en uniones soldadas

Este documento presenta la experiencia de investigación relacionada con la aplicación de vibraciones en el alivio de la tensión residual con el equipo para el tratamiento por el método de vibración. En él se explican los efectos logrados por el método de vibración cuando se aplica durante la soldadura, y se exponen las ventajas y desventajas de dicho método aplicado después del proceso de soldadura. Con el fin de presentar los efectos de la vibración en estructuras sólidas, se realizó un análisis experimental y se comparó con el tratamiento térmico.

INTRODUCCIÓN

La soldadura es uno de los métodos más comunes aplicados en la producción de grandes estructuras masivas. Puede causar tensiones residuales dentro de una estructura. Las tensiones residuales pueden ser útiles pero también perjudiciales. Las tensiones útiles son, por ejemplo, las tensiones de compresión inducidas por algunas formas de tratamiento superficial de piezas sometidas a cargas cíclicas, que conducen a la prolongación de la vida útil. La consecuencia del efecto negativo de las tensiones residuales (normalmente de tracción) es la creación de grietas, la corrosión bajo tensión y la reducción de la resistencia a la fatiga, la resistencia a la fractura, etc. [1]

Por lo tanto, tales estructuras requieren que el alivio de la tensión residual se realice mediante tratamiento térmico o algún otro método.

El proceso de tratamiento térmico no sólo cambia la estructura y otras propiedades de las piezas, sino que también afecta significativamente a su forma, dimensiones, estado de tensión, etc. [2].

El método de vibración, que se considera una alternativa al tratamiento térmico, también influye en la reducción de las tensiones residuales [3].

El método de vibración todavía no se utiliza ampliamente en la producción industrial debido a dos razones principales, una es la insuficiente investigación sobre este proceso, y la otra razón es la dificultad para evaluar la eficacia de este método en comparación con el tratamiento térmico.

El proceso de alivio de tensiones por vibración utiliza una vibración controlada y monitorizada para provocar una carga dinámica, esta carga dinámica combinada con la carga interna de las tensiones residuales, permite que se produzca el flujo plástico. La flexión es un requisito clave del proceso. [4] 

Si una estructura es grande, larga o tiene un espacio abierto, puede ser necesario aplicar el método en varios puntos. Este método es adecuado para procesar estructuras que pesen hasta diez toneladas.