Análisis del proceso de soldadura por resistencia en materiales compuestos de matriz termoplástica de interés aeronáutico

Abstract

Los materiales compuestos avanzados de matriz termoplástica son actualmente objeto de un creciente interés en la industria aeronáutica debido a que presentan atractivas ventajas con respecto a los de matriz termoestable. Entre estas ventajas cabe destacar las siguientes: (a) ciclos de fabricación cortos que redundan en una disminución de costes, (b) la materia prima se almacena indefinidamente en condiciones ambiente, (c) permiten el reciclado y la obtención de uniones soldadas, y (d) presentan una elevada tolerancia al daño debido a la alta tenacidad de las resinas termoplásticas. En previsión de un empleo a gran escala de este tipo de materiales, el estudio llevado a cabo en el presente trabajo se centra en la utilización de la técnica de soldadura por resistencia eléctrica (calentamiento de la zona de unión por efecto Joule) para la reparación de daños en estructuras aeronáuticas, muy especialmente para la reparación en campo de aviones de uso militar, aplicación ésta que demanda procesos de corta duración, fáciles de implementar y que empleen equipamientos portátiles. Fruto de este estudio se ha desarrollado un proceso de soldadura por resistencia que, cumpliendo con los requisitos básicos anteriormente enunciados, se caracteriza por el aporte de calor y presión a la zona de unión mediante malla metálica y bolsa de vacío sin sobrepresión exterior. Las uniones obtenidas aplicando este proceso a laminados de polisulfuro de fenileno reforzado con fibras continuas de carbono presentan niveles de resistencia elevados en relación con los de las uniones de referencia fabricadas en condiciones óptimas y considerablemente superiores a los proporcionados por uniones adhesivas realizadas en condiciones de proceso simulares a las de las uniones soldadas. Estos resultados resultan muy prometedores tanto desde el punto de vista de la aplicación contemplada como del de aplicaciones más generales en el ámbito de las uniones estructurales. Asimismo, justifican no sólo el trabajo realizado sino una inversión en futuros proyectos de investigación.