Sobre la viabilidad de los BLISK producidos mediante soldadura por fricción lineal

Autores/as

  • Antonio Mateo Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Universitat Politècnica de Catalunya

DOI:

https://doi.org/10.3989/revmetalm.023

Palabras clave:

Aleaciones de titanio (Ti-6246 y Ti-64), BLISK (Bladed Disk), Motores aeronáuticos, Prototipo, Soldadura por fricción lineal

Resumen


Las técnicas de soldadura por fricción son procesos en estado sólido que convierten la energía mecánica en calor en la junta a soldar. En el caso de la soldadura por fricción lineal, la coalescencia tiene lugar bajo un contacto compresivo producido rozando un componente contra otro. Se trata de una tecnología relativamente reciente que ha encontrado importantes aplicaciones en el sector aeronáutico. En concreto, los mayores fabricantes mundiales de motores de aviones la emplean para la fabricación de BLISK, un diseño en que disco y álabes son una única pieza. Es obvio que para una función tan crítica la fiabilidad de las soldaduras debe estar totalmente garantizada. El presente trabajo muestra resultados relativos a la caracterización, tanto microestructural como mecánica, de un prototipo de BLISK diseñado para el compresor de presión intermedia de un motor aeronáutico. Además, considerando que las requerimientos de diseño de discos y álabes son diferentes, se seleccionaron aleaciones de titanio disimilares para cada parte, para así mejorar el rendimiento del BLISK. Los resultados obtenidos demuestran que la soldadura por fricción lineal es un proceso fiable, que puede producir uniones libres de defectos y con propiedades mecánicas comparables a las de los correspondientes materiales base.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Albuquerque, J., Ramos, R.A., Gomes, M.A., Cruz, A.C. (2005). Comportamiento a la fatiga de soldaduras por fricción lineal de AlSi 10 Mg. Rev. Metal. 41 (2), 126–132.

Attallah, M.M., Preuss, M., Bray, S. (2009). Microstructural development during linear friction welding of titanium alloys. Proceedings of the 8th Int. Conf. Trends in Welding Research, Georgia, USA, pp. 486–491.

Bhamji, I., Preuss, M., Threadgill, P.L., Moat, R.J., Addison, A.C., Peel, M.J. (2010). Linear friction welding of AISI 316L stainless steel. Mater. Sci. Eng. A 528 (2), 680–690. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2010.09.043

Bußmann, M., Kraus, J., Bayer, E. (2005). An Integrated Cost- Effective Approach to Blisk Manufacturing. Proceedings of 17th Symposium on Air Breathing Engines, ISABE, Munich, Germany.

Ceschini, L., Morri, A., Rotundo, F., Jun, T.S., Korsunsky, A.M. (2010). A Study on Similar and Dissimilar Linear Friction Welds of 2024 Al Alloy and 2124Al/SiCP Composite. Adv. Mater. Res. 89–91, 461–466. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.89-91.461

Corzo, M., Casals, O., Alcala, J., Mateo, A., Anglada, M. (2005). Evaluación mecánica mediante técnicas de indentación de soldaduras por fricción lineal en aleaciones de titanio. Rev. Metal. 41 (6), 403–409. http://dx.doi.org/10.3989/revmetalm.2005.v41.i6.231

Donachie, M.J. (2000). Titanium: A technical guide. ASM International, Ohio, USA.

Esslinger, J. (2003). Proceedings of 10th Titanium World Conference, Lütjering, G., Albrecht, J. (Eds.), Vol. V, Munich, Germany, pp. 2837–2844.

External Advisory Group for Aeronautics of the European Commission (2000). Aeronautics for Europe, Office for Official Publications of the European Communities, Belgium.

Flightglobal website (2014). http://www.flightglobal.com/news/articles/rolls-royce-tests-material-to-give-jsf-engine-somebling-214302/, June 2014.

Kermanpur, A., Sepehri Amin, H., Ziaei-Rad, S., Nourbakhshnia, N., Mosaddeghfar, M. (2008). Failure analysis of Ti6Al4V gas turbine compressor blades. Eng. Fail. Anal. 15 (8), 1052–1064. http://dx.doi.org/10.1016/j.engfailanal.2007.11.018

Lütjering, G., Williams, J.C. (2003). Titanium. Engineering Materials and Processes, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany, pp. 224–232. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-71398-2

Ma, T., Li, W.Y., Quanzhou, X., Zhang, Y., Li, J., Yang, S., Liao, H. (2007). Microstructure evolution and mechanical properties of linear friction welded 45 steel joint. Adv. Eng. Mater. 9 (8), 703–707. http://dx.doi.org/10.1002/adem.200700090

Maalekian, M. (2007). Friction welding critical assessment of literature. Sci. Technol. Weld. Join. 12 (8), 738–759. http://dx.doi.org/10.1179/174329307X249333

Mary, C., Jahazi, M. (2006). Linear Friction Welding of IN-718 Process Optimization and Microstructure Evolution. Adv. Mater. Res. 15–17, 357–362.

McNelley, T.R. (2010). Friction stir processing (FSP): refining microstructures and improving properties. Rev. Metal. 46 (N° Extra), 149–156.

Mohandas, T., Banerjee, D., Kutumba Rao, V.V. (2000). Microstructure and mechanical properties of friction welds of an α + β titanium alloy. Mater. Sci. Eng. A 289 (1–2), 70–82. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-5093(00)00914-X

Nicholas, E.D. (2003). Friction processing technologies. Weld. World 47 (11–12), 2–9. http://dx.doi.org/10.1007/BF03266402

Nunn, M.E. (2005). Aero Engine improvements through linear friction welding. Proceedings 1st Int. Conference on Innovation and Integration in Aerospace Sciences, Belfast, Northern Ireland, U.K.

Peters, J.O., Lütjering, G. (2001). Comparison of the fatigue and fracture of a + b and b titanium alloys. Metal. Mater. Trans. A 32 (11), 2805–2818. http://dx.doi.org/10.1007/s11661-001-1031-8

Roder, O., Hem, D., Lütjering, G. (2003). Proceedings of 10th Titanium World Conference, Lütjering, G., Albrecht, J. (Eds.), Vol. V, Munich, Germany, pp. 2867–2874.

Sorina-Mu.ller, J., Rettenmayr, M., Schneedfeld, D., Roder, O., Fried, W. (2010). FEM simulation of the linear friction welding of titanium alloys. Comput. Mater. Sci. 48 (4), 749–758. http://dx.doi.org/10.1016/j.commatsci.2010.03.026

Threadgill, P.L. (2001). Linear friction welding. May be accessed at: http://materialteknologi.hig.no/Lettvektdesign/joining%20methodsjoining-welding-linear%20friction%20welding.htm.

Uday, M.B., Ahmad Fauzi, M.N., Zuhailawati, H., Ismail, A.B. (2010). Advances in friction welding process. Sci. Technol. Weld. Join. 15 (7), 534–558. http://dx.doi.org/10.1179/136217110X12785889550064

Vairis, A., Frost, M. (1999). On extrusion stage of linear friction welding of Ti-6Al-4V. Mater. Sci. Eng. A 271 (1–2), 477–484. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-5093(99)00449-9

Wanjara, P., Jahazi, M. (2005). Linear friction welding of Ti-6Al-4V: Processing, microstructure and mechanical property inter-relationships. Metall. Mater. Trans. A 36 (8), 2149–2164. http://dx.doi.org/10.1007/s11661-005-0335-5

Wilhem, H., Furlan, R., Moloney, K.C. (1995). Linear friction bonding of titanium alloys for aeroengine applications, Proceedings of the 8th World Conference on Titanium, Blenkinsop, P.A. et al., (Eds.), Birmingham, U.K., pp. 620–626

Publicado

2014-09-30

Cómo citar

Mateo, A. (2014). Sobre la viabilidad de los BLISK producidos mediante soldadura por fricción lineal. Revista De Metalurgia, 50(3), e023. https://doi.org/10.3989/revmetalm.023

Número

Sección

Artículos