Influence of heat treatment on fatigue properties of 6101 series aluminium alloy wires

Influencia del tratamiento térmico en las propiedades de fatiga de alambres de aleación de aluminio de la serie 6101

La resistencia a la fatiga de los conductores de AAAC en líneas eléctricas aéreas es fundamental para la seguridad eléctrica y la estabilidad del sistema de transmisión de energía. El artículo analiza la influencia del envejecimiento artificial de los alambres de aleación de aluminio de la serie 6101 en sus propiedades operativas. Además, se compara la influencia del tratamiento térmico propuesto sobre la resistencia a la fatiga y la naturaleza de las roturas de los alambres ensayados.

INTRODUCCIÓN

El elemento más importante de la infraestructura de transporte de electricidad son las líneas eléctricas aéreas y cada una de ellas está sometida constantemente a la influencia de las condiciones meteorológicas, que provocan la aparición de tensiones mecánicas variables a lo largo del tiempo [1]. La fatiga de los materiales, que es el resultado de la variación de las tensiones causadas por las vibraciones del viento, es uno de los fenómenos más peligrosos, ya que en condiciones extremas puede dañar o incluso destruir la línea eléctrica [2,3]. Este problema es conocido y ha sido estudiado durante años en todos los tipos de líneas eléctricas aéreas actualmente en uso [4]. Este problema es especialmente importante en el caso de las líneas AAAC, ya que no tienen un núcleo de acero que transmita las tensiones mecánicas. Sin embargo, estas líneas tienen una serie de ventajas que incluyen, entre otras, una mayor capacidad de transporte de corriente, un menor peso y la ausencia de corrosión en el lugar de contacto entre el núcleo y los cables [511]. Las aleaciones 6101 que suelen elegirse para este tipo de líneas eléctricas permiten modelar las propiedades mecánicas y eléctricas en un amplio rango utilizando tratamientos térmicos a baja temperatura [12]. Además, el uso del envejecimiento artificial permite obtener un material con una mayor resistencia a la fatiga.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Las investigaciones sobre el tratamiento térmico y su efecto en las propiedades operativas y la resistencia a la fatiga se realizaron con alambres comerciales de Φ3,12 mm EN AW-6101A dedicados a fines eléctricos con una composición química especificada en la Tabla 1.

Tratamiento térmico

La aleación de aluminio 6101 pertenece a la serie de aleaciones de endurecimiento por precipitación debido a la presencia de silicio y por eso es susceptible al tratamiento térmico.