Identification of mechanical properties of weld joints of AlMgSi07.F25 aluminium alloy

Identificación de las propiedades mecánicas de las uniones soldadas de la aleación de aluminio AlMgSi07.F25

El objetivo de este artículo es presentar el análisis de las propiedades mecánicas seleccionadas de las uniones soldadas de la aleación de aluminio AlMgSi07.F25. Nos centraremos en la influencia de la forma del cuello de la barra de prueba sobre las características de resistencia a la tracción y el curso de la dureza en la sección transversal de la unión soldada. Para el proceso de soldadura mediante tecnología TIG (Tungsten Inert Gas) consideramos AlSi5 como material aditivo. Este artículo también incluye un breve estudio de la modelización numérica de la soldadura de la barra de prueba.

INTRODUCCIÓN

En la práctica técnica nos encontramos a menudo con la conexión de componentes de máquinas que utilizan diversas tecnologías para formar unidades estructurales mayores. Estas uniones también están sujetas a leyes físicas: experimentan, por ejemplo, desgaste y fatiga, es decir, degradación o cambios en sus propiedades originales. Una de las tecnologías para crear uniones firmes y permanentes de materiales es la soldadura. La soldadura suele generar una resistencia igual o incluso superior a la del material base, que depende del tipo de material base.

El desarrollo expansivo de los materiales hace que aumente constantemente el uso de materiales basados en otros elementos químicos distintos del hierro. Un ejemplo es la sustitución de estructuras pesadas por otras más ligeras fabricadas con materiales de menor densidad. Entre ellos se encuentran el aluminio y sus aleaciones, que presentan una relación resistencia/densidad muy favorable. En términos de volumen de producción, el aluminio ocupa el primer puesto mundial entre los metales distintos del hierro [1].

MATERIAL DE LAS PROBETAS

Como material experimental para realizar los ensayos de fatiga multiaxial se eligió la aleación de aluminio EN AW 6063.T66 (AlMgSi07.F25) de composición química normalizada. Este material se utiliza debido al creciente uso de aleaciones de aluminio, especialmente en la industria avanzada del automóvil (Tabla 1).

El material de ensayo se suministró en forma de barras redondas de 10 mm de diámetro y 1 520 mm de longitud. El corte posterior con una sierra de cinta BOMAR 1 300 dio como resultado las dimensiones en blanco adecuadas para producir una probeta de ensayo de 150 mm de longitud debido a la geometría necesaria para fijar la probeta al dispositivo de ensayo.

Las aleaciones de aluminio son en su mayoría de baja aleación. La solubilidad de los materiales de aleación en el aluminio es relativamente baja, por lo que el número de aleaciones técnicamente utilizables de un mismo grupo es limitado. Las aleaciones de aluminio contienen también otros elementos de aleación añadidos intencionadamente al aluminio para mejorar sus propiedades mecánicas, físicas, metalúrgicas y tecnológicas. Los elementos de aleación más utilizados son Mn, Mg, Cu, Zn y Si.