¿Por qué se pueden soldar piezas fundidas exprimidas?

La razón fundamental por la que las piezas fundidas por compresión se pueden soldar radica en que, a través de la innovación tecnológica, se han eliminado en gran medida los defectos que hacen que las piezas tradicionales no sean soldables.

I. ¿Por qué la fundición a presión tradicional 'no es soldable'?

La causa fundamental de la falta de soldabilidad de los fundición a presión tradicionales es la 'porosidad del subsuelo'.

1. Formación de porosidad: En el proceso tradicional de fundición a presión a alta presión, se inyecta metal fundido en la cavidad del molde a una velocidad extremadamente alta, en forma de chorro. Este proceso de alta velocidad inevitablemente atrapa una gran cantidad de aire y vapor del agente desmoldeante presente en la cavidad.

2. Atrapamiento de porosidad: debido al rápido enfriamiento y solidificación del metal, estos gases atrapados no pueden expulsarse por completo y quedan sellados justo debajo de la superficie de la pieza fundida, formando numerosos 'poros subsuperficiales' microscópicos.

3. Durante la soldadura (especialmente la soldadura por arco a alta temperatura), el gas dentro de estos poros se expande rápidamente debido al calor:

• Generar una importante presión interna.

• Provocando porosidad y grietas en la zona de soldadura.

• Provocando ampollas y deformación de la superficie de fundición.

• Resulta en una calidad de soldadura extremadamente pobre y una resistencia muy baja, lo que la hace completamente inadecuada para uso práctico.

II. ¿Cómo resuelve este problema el squeeze casting?

Squeeze fundición a presión previene la porosidad en su raíz alterando el principio del proceso. Sus tecnologías principales son 'llenado lento' + 'solidificación a alta presión'.

1. Llenado lento y estable (Resuelve el problema de atrapamiento de aire)

Squeeze fundición a presión utiliza una velocidad relativamente lenta y estable para empujar el metal fundido dentro del molde durante la etapa de llenado, a diferencia de la 'inyección' en el tradicional fundición a presión. Esto reduce significativamente las turbulencias, evitando así en gran medida que quede atrapado aire en el metal fundido. Esto asegura un bajo contenido de gas dentro de la fundición desde la fuente.

2. Solidificación bajo presión extrema (resuelve la porosidad por contracción y comprime cualquier gas residual)

Ésta es la esencia de squeeze fundición a presión. Después de llenar la cavidad del molde, se activa inmediatamente un punzón de compresión especial en el molde, que aplica una presión extremadamente alta y sostenida (puede alcanzar 100-200 MPa, más de 10 veces la del fundición a presión tradicional) a la pieza fundida que aún no está completamente solidificada (especialmente en secciones gruesas). Esta inmensa presión produce dos efectos clave:

a. Elimina la microcontracción (porosidad de contracción): la presión obliga al metal fundido a alimentarse y compensar las cavidades de contracción que se forman entre las dendritas durante la solidificación, lo que da como resultado una microestructura extremadamente densa.

b. Neutraliza los gases residuales: incluso si queda una cantidad mínima de gas, se comprime bajo esta presión extrema y se disuelve en la matriz metálica. Esto evita que exista como un defecto de poro macroscópico.

III. Las manifestaciones específicas de la soldabilidad de las piezas fundidas por compresión..

Debido a las garantías de proceso mencionadas anteriormente, los squeeze fundición a presións poseen las condiciones necesarias para la soldadura:

1. Contenido de gas extremadamente bajo: La ausencia de poros subsuperficiales expandibles significa que la pieza permanece estable bajo el calor de soldadura, evitando ampollas y distorsiones.

2. Microestructura altamente densa: el material base uniforme y denso proporciona una base excelente para crear un baño de soldadura sólido y de alta calidad sin defectos.

3. Capacidad de tratamiento térmico (T5/T6): Esta es una prueba indirecta crítica de soldabilidad. La capacidad de resistir el tratamiento térmico de la solución (calentamiento a ~500 °C para T6) demuestra la estabilidad interna de la pieza a altas temperaturas. El alto calor localizado de la soldadura es un desafío térmico similar, aunque más intenso, que estas piezas fundidas ahora pueden soportar.

IV. Conclusión

Los fundición a presión exprimidos son soldables porque su proceso de 'llenado lento' y 'solidificación por compresión a alta presión' los transforma en un producto cuya calidad interna es más cercana a la de una forja o una fundición de primera calidad. Este proceso elimina fundamentalmente los defectos inherentes de los fundición a presión tradicionales, otorgando así a los componentes características claramente de alto rendimiento, como soldabilidad y tratabilidad térmica, que son inalcanzables con piezas de fundición a presión estándar. Componentes de aleación de aluminio de alta resistencia y alta integridad que requieren soldadura y ensamblaje posteriores, squeeze fundición a presión es una opción de fabricación ideal.'