Nueva tecnología de soldadura para fabricar aeronaves más ligeras
La utilización de tecnologías de conexión mecánica está muy arraigada en la industria aeronáutica, como constata el hecho de que se empleen del orden de cincuenta mil remaches para unir las estructuras integrales en las superficies de un fuselaje típico. La soldadura por láser es una tecnología instrumental que, además de poder reemplazar al remachado en las estructuras de los aviones, resulta determinante para reducir el peso del fuselaje de las aeronaves gracias a un mayor uso del aluminio. En el seno del proyecto EXTRA-LASER (Extrapolation and technical and economic study of a laser beam welding technology (extra-laser)), un equipo investigador comparó la SRL y las uniones mecánicas, centrándose en aspectos relacionados con el impacto medioambiental, la seguridad, la eficiencia del proceso y los costes de fabricación de las estructuras aeronáuticas. Las actividades de trabajo se basaron en la utilización de una estructura representativa de un demostrador tecnológico de Cielo Limpio: un panel plano con cuatro larguerillos. Teniendo en cuenta que la mayor parte de los fallos por fatiga se originan en los orificios de las fijaciones de los remaches, la soldadura por láser contribuye a mejorar la seguridad general de la estructura. Las estructuras soldadas por láser han mejorado la tolerancia al daño gracias a unas mejores propiedades materiales y una mayor flexibilidad del proceso. Unas condiciones adecuadas del proceso contribuyen a asegurar una buena microestructura de las aleaciones metálicas, lo cual influye de manera significativa en la formación de la porosidad, la resistencia a la corrosión y la susceptibilidad a la fisurabilidad en caliente. Mediante la utilización de innovadoras aleaciones de litio-aluminio para el panel demostrador, el equipo de trabajo redujo el peso de su estructura en un 20 % sin modificar el diseño estructural mientras que, en comparación con la estructura unida con remaches, el tiempo de procesamiento de la estructura soldada por láser fue un 50 % inferior. La demanda energética durante la fase de fabricación del nuevo proceso parece ser superior a la de la estructura de remachado, aunque también es cierto que un menor peso redundará en una disminución del consumo de combustible de la aeronave. En el caso de las estructuras SRL, los costes de fabricación son considerablemente superiores debido al precio elevado del aluminio y el litio. Los resultados del proyecto pueden consolidar la utilización de la soldadura por láser como un proceso de fabricación más limpio y con menos emisiones contaminantes. Además, la creciente utilización de la SRL para estructuras integrales elimina la necesidad del remachado, actividad ruidosa y monótona, lo que revierte en un entorno de trabajo más placentero.
Palabras clave
Ligereza, aeronave, soldadura por rayo láser, remachado, aluminio, EXTRA-LASER
