El tratamiento de impacto de alta frecuencia o método HiFIT es el tratamiento de construcciones de acero soldadas en la transición de la soldadura para aumentar la resistencia a la fatiga.
Características
La durabilidad y la vida útil de las estructuras de acero soldadas con carga dinámica está determinada en muchos casos por las soldaduras, en particular las transiciones de soldadura. Mediante el tratamiento selectivo de las transiciones ( rectificado (corte abrasivo) , granallado abrasivo , martilleo , etc.), la durabilidad de muchos diseños aumenta significativamente. Los métodos de martilleo han demostrado ser métodos de tratamiento especialmente eficaces y se han estudiado y desarrollado en profundidad dentro del proyecto conjunto REFRESH [1] . El proceso HiFIT (tratamiento de impacto de alta frecuencia) es un método de martilleo que es de aplicación universal, requiere solo un equipo de baja tecnología y aún ofrece una alta reproducibilidad y la posibilidad de control de calidad.
Operación
El martillo HiFIT funciona con un perno endurecido con una bola apoyada en la pieza de trabajo con un diámetro D de 3 mm. [2] Este pasador se martilla con una intensidad ajustable de alrededor de 180 a 300 Hz en la punta de soldadura. Las deformaciones mecánicas locales se producen en forma de pista de tratamiento. La punta soldada se deforma plásticamente. La tensión residual de compresión inducida evita el agrietamiento de la pista y la propagación de grietas en la superficie.
Evidencia
El Instituto Internacional de Tecnología de Soldadura IIW publicó la Guía "Recomendaciones para el tratamiento HFMI" en octubre de 2016. Se presenta una descripción general de los martillos de alta frecuencia (HFMI) y recomendaciones para la aplicación correcta del método y las mediciones cuantitativas para garantizar la calidad de la guía. proporciona la base para las mediciones de uniones soldadas mejoradas HFMI sobre la base de todos los conceptos conocidos de cálculo de esfuerzos.
En numerosos experimentos en varios institutos y universidades, se pudo demostrar un aumento del 80 al 100 por ciento de la resistencia a la fatiga y un aumento de 5 a 15 veces en la vida útil de la soldadura. El proyecto de investigación más extenso fue de 2006 a 2009 "REFRESH - extensión de la vida útil de estructuras de acero soldadas nuevas y existentes (P702). En este proyecto de investigación, el dispositivo HiFIT se desarrolló y se preparó para la producción. Este informe está disponible en forma de libro en FOSTA (Forschungsvereinigung Stahlanwendung eV) y puede solicitarse con el número ISBN 978-3-942541-03-9 . El libro contiene verificaciones y validaciones científicas detalladas.
Pasos del método HiFIT
El método HiFIT se puede aplicar tanto a estructuras de acero nuevas como existentes.
Pasos preliminares
Para un tratamiento específico, se requiere la visibilidad y accesibilidad de la transición en las áreas soldadas. Las estructuras existentes generalmente se preparan en la transición para el acabado de la superficie . Las piezas deben estar libres de óxido suelto y pintura vieja. Si es necesario, se requiere un lijado previo .
El dispositivo funciona con un suministro de aire comprimido de 6 a 8 bar.
Pasos
El dispositivo HiFIT se coloca manualmente en la transición de soldadura tratada y durante el tratamiento, a lo largo de este recorrido.
Resultado
Mediante transformaciones locales, la punta de la soldadura se deforma y solidifica plásticamente. La profundidad de la pista de postratamiento debe estar entre 0,2 y 0,35 mm. El socavado en la punta soldada ya no es reconocible.
Seguridad del proceso
Mediante inspección visual, se examina la región tratada. La profundidad del tratamiento se puede comprobar con un calibre especial. Una pantalla digital de la presión de funcionamiento permite al usuario controlar todo el tiempo.
Importancia económica de HiFIT
Extensión de por vida
Cuando se aplica a construcciones existentes, la vida útil se puede prolongar considerablemente. Si no hay grietas visibles macroscópicamente, HiFIT es una herramienta de remediación muy adecuada. Con la reparación oportuna de las estructuras existentes, prácticamente no hay diferencia en la vida útil de las nuevas soldaduras tratadas. Esto brinda la posibilidad de utilizar construcciones existentes mucho más allá de la vida útil planificada. El método HiFIT se utiliza muy eficazmente, por ejemplo, en puentes de carreteras con un diseño de sección de caja hueca de acero sobre la marcha. Los costos de reconstrucción son bajos en comparación con los métodos convencionales. En la industria de vehículos comerciales y otras industrias, las soldaduras sometidas a grandes esfuerzos en estructuras nuevas y existentes se tratan con HiFIT para prolongar la vida útil con éxito.
Aumento del nivel de carga transferible
En el caso de nuevas construcciones y para algunas estructuras existentes, se puede aumentar el nivel de carga para las soldaduras tratadas. El uso de construcciones con la misma vida útil que antes de las soldaduras puede transferir 1,6 veces las cargas. Esto tiene, por ejemplo, para las grúas el efecto muy positivo de una mayor capacidad de elevación. La eficiencia de las grúas aumenta con cada golpe.
Ligero
Teniendo en cuenta el proceso HiFIT durante el desarrollo, con el mismo nivel de carga y la misma vida útil, la construcción se puede adelgazar específicamente. Extensas investigaciones experimentales sobre detalles estructurales y métodos de diseño con soporte FEM han demostrado la alta eficiencia con aceros convencionales S235, S355J2 y de grano fino, como S460N, S690QL e incluso aceros de mayor resistencia. El ahorro de material alcanzable hace que la aplicación HiFIT en la mayoría de las aplicaciones ya sea económicamente viable. Teniendo en cuenta el beneficio adicional de la ventaja del peso, por ejemplo, se puede aumentar la carga útil alcanzable en los vehículos.
Ver también
- Soldadura
- Granallado
- Autofrettage , que produce tensiones residuales compresivas en recipientes a presión.
Publicaciones
- El libro REFRESH: extensión de la vida útil de estructuras de acero soldadas nuevas y existentes. se puede pedir bajo el número ISBN 978-3-942541-03-9 en FOSTA - Asociación de investigación para la Asociación de aplicaciones de acero en Alemania Düsseldorf.
- Stahlbau, septiembre de 2009, 78 años, ISSN 0038-9145 A6449
- Recomendaciones de IIW para el tratamiento HFMI para mejorar la resistencia a la fatiga de las juntas soldadas. Autoren: Gary B. Marquis, Zuheir Barsoum, https://www.springer.com/de/book/9789811025037
- Recomendación DASt - 026 Evaluación de soldaduras para construcciones sometidas a fatiga, utilizando tratamientos de martillo de impacto de alta frecuencia, Stahlbau Verlags- und Service GmbH, https://shop.deutscherstahlbau.de/de/dast-richtlinie-026
Referencias
- ^ Sitio web del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) - Proyecto REFRESH
- ↑ Th Nitschke-Pagel, Klaus Dilger, H.Eslami, I.Weich, T.Ummenhofer. "Esfuerzos residuales y estado del material cercano a la superficie de los aceros soldados de alta resistencia después de diferentes tratamientos mecánicos posteriores a la soldadura" [1] [2] . 2008.
enlaces externos
- Sitio web del Institut for Metal- und Leightweight: Master-Thesis: Einsatz von Hochfrequenzhämmerverfahren zur Steigerung der Ermüdungsfestigkeit von geschweißten Stahlkonstruktionen
- Sitio web de la Universidad de Stuttgart: Proyecto de investigación Anwendung hochfrequenter Hämmerverfahren im Stahlwasserbau [ enlace muerto permanente ]