Análisis Modal de la Soldadura por Puntos Ultrasónica para la Unión de Metales Livianos
Autores: Huang, Hui; Chen, Jian; Feng, Zhili; Sun, Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Soldadura por ultrasonido
Materiales ligeros
Vibración del sonotrodo
Herramienta de análisis modal
Carga cíclica
Separación de soldaduras
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La soldadura por puntos ultrasónica (USW) representa uno de los métodos de unión de estado sólido únicos para materiales ligeros como la aleación de magnesio y la aleación de aluminio. Sin embargo, la vibración del sonotrodo puede tener un impacto perjudicial en el material de la chapa y en las soldaduras existentes, dependiendo de la geometría del componente y de la frecuencia de vibración. En este estudio, se desarrolló una herramienta de análisis modal basada en la dinámica en estado estacionario para la soldadura por puntos ultrasónica, que presenta una carga cíclica aplicada a las chapas durante el proceso de unión. Al predecir el movimiento relativo y el esfuerzo cortante en las superficies de contacto, la geometría del cupón y el espaciado de la soldadura se identifican como dos factores principales que afectan la fiabilidad de la soldadura y la calidad de la unión en USW. El modelo fue validado a través de experimentos de soldadura en aleación de aluminio y aleación de magnesio, así como la caracterización relevante de la distribución de temperatura, la resistencia de la unión y la ubicación de la fractura.
Descripción
La soldadura por puntos ultrasónica (USW) representa uno de los métodos de unión de estado sólido únicos para materiales ligeros como la aleación de magnesio y la aleación de aluminio. Sin embargo, la vibración del sonotrodo puede tener un impacto perjudicial en el material de la chapa y en las soldaduras existentes, dependiendo de la geometría del componente y de la frecuencia de vibración. En este estudio, se desarrolló una herramienta de análisis modal basada en la dinámica en estado estacionario para la soldadura por puntos ultrasónica, que presenta una carga cíclica aplicada a las chapas durante el proceso de unión. Al predecir el movimiento relativo y el esfuerzo cortante en las superficies de contacto, la geometría del cupón y el espaciado de la soldadura se identifican como dos factores principales que afectan la fiabilidad de la soldadura y la calidad de la unión en USW. El modelo fue validado a través de experimentos de soldadura en aleación de aluminio y aleación de magnesio, así como la caracterización relevante de la distribución de temperatura, la resistencia de la unión y la ubicación de la fractura.