Reto Smart Factory: Reto Soldadura
Este proyecto de investigación tiene su actividad fundamental en el análisis sobre la aplicación de nuevas tecnologías de soldadura para estructuras metálicas en torres eólicas.
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Resumen de la propuesta
La fabricación de fustes para torres eólicas implica diferentes procesos productivos, como son: el curvado de chapas que conforman las virolas del fuste, los trabajos de posicionamiento y pañeado de los componentes a unir y la soldadura de las diferentes partes que conforman el fuste, entre otros. Destacan la soldadura longitudinal de cierre de las piezas curvadas y la soldadura circunferencial de unión de las diferentes virolas del fuste.
De todos estos procesos, el de soldadura es el que mayor número de horas consume y, actualmente, constituye un cuello de botella en el proceso de fabricación de fustes de torres eólicas. El objetivo de este proyecto se centra en optimizar y aplicar nuevas tecnologías en el campo de la soldadura que permitan reducir el tiempo de soldadura.
Todo ello se llevará a cabo en el seno del Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales del Departamento de Medios Continuos y Teoría de Estructuras de la Universidad de Sevilla. Estas tareas de investigación se enmarcan en el proyecto asociado al Centro de Innovación Universitaria de Andalucía, Alentejo y Algarve, a la plaza con referencia INV-CIU-10-2020-2.
Objetivo del proyecto
l objetivo principal radica en la investigación en nuevos métodos de soldadura que permitan aumentar la productividad reduciendo los tiempos de soldeo. Se estudiará el empleo de técnicas novedosas analizándose que parámetros de soldeo pueden resultar más adecuados en orden a la mejora de la productividad sin verse mermada la calidad de la unión realizada. Para tal fin se contempla llevar a cabo diferentes ensayos mecánicos sobre las probetas realizadas con diferentes parámetros y procedimientos. Los procedimientos que actualmente se contemplan son:
• Soldadura híbrida láser-MIG/MAG.
• Soldadura híbrida láser-MIG/MAG + SAW.
• Soldadura híbrida láser-SAW.
• Soldadura mediante haz de electrones sin cámara de vacío (NV-EBW) + SAW.
• Soldadura KTIG + SAW.
• Utilización de mejoras productivas para arco sumergido (SAW) como por ejemplo Twin, Tandem, Twin-Tandem o multicable.
• Modificación del biselado de la junta a soldar, utilizando un diseño tipo ‘Narrow’ (estrecho).
Resultados esperados e indicadores
Como resultados se espera conseguir definir procedimientos de soldeo diferentes y más eficaces a los que actualmente se emplean (MIG/MAG y SAW).
Justificación potencial impacto tecnológico del proyecto (TRL)
Debido a la creciente demanda de energía eléctrica, y además que esta provenga de fuentes de energía limpia, se requerirán torres eólicas que produzcan una mayor potencia eléctrica. Esto da lugar a que el diseño de la altura de la torre deba ser mayor, y por consiguiente el espesor de la chapa utilizada para fabricar la propia torre sea más grande. La utilización de una técnica de soldadura híbrida brindará la oportunidad de unir grandes espesores con pocas pasadas y con poco material de relleno. Sin duda puede ser un gran avance, ya no solo para el sector de la fabricación de las torres eólicas, sino también para cualquier industria que requiera de la unión de chapas de acero de gran espesor, por ejemplo, la industria naval o la calderería pesada.
