Conformado Térmico Mediante Líneas de Calor en Aceros Estructurales : Modelado Experimental y Numérico del Proceso

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo recoge los contenidos de la investigación sobre la denominada técnica del curvado mediante líneas de calor (line heating method), la cual se emplea con asiduidad en elementos de construcción naval, aunque se podría utilizar en el ámbito de la construcción. La técnica de curvado mediante líneas de calor consiste en la realización de líneas, mediante la aplicación de llama a través de un soplete, modificaciones permanentes en la forma de un componente metálico (de acero en la inmensa mayoría de los casos) previamente fabricado con el fin de ajustarse a una geometría dada. El procedimiento normalmente es aplicado para aplicar una curvatura en las placas, para satisfacer exigencias geométricas difíciles o imposibles de alcanzar a través del proceso mecánico (por ejemplo, el conformado mecánico), para el uso naval. La técnica de conformado térmico se puede realizar tanto en fabrica o in situ (es decir en el emplazamiento definitivo de la chapa). El objetivo de este trabajo es lograr establecer una metodología normalizada de actuación con la que nos permita diseñar el procedimiento de calentamiento adecuado para lograr conseguir la geometría final que deseamos obtener con esta técnica con la información disponible ( propiedades de la llama y de los materiales) sin afectar –o haciéndolo de manera controlada– aquellas propiedades del material responsables de su idoneidad para el servicio; idealmente, el proceso debe tener en consideración la viabilidad práctica del mismo minimizando en consecuencia los costes experimentales y económicos asociados. Con el trabajo experimental y analítico recogidos a lo largo de este trabajo van en esa dirección. Además, con ayuda de la técnica de simulación numérica por Elementos Finitos (ANSYS), nos permitirá visualizar el comportamiento del material con diferentes calores.

ABSTRACT: The research developed during the TFM analyses the technique of heat line bending, which is widely used in shipbuilding elements, although it could be used in the construction field. The technique of bending by means of heat lines consists of making lines by applying the flame through a torch, permanent modifications in the form of a metallic component (steel in most cases) previously made to adapt to a certain geometry. The method is usually applied to obtain a curvature in the plates, to satisfy geometrical requirements difficult or impossible to achieve by the mechanical process (for example, mechanical shaping), for naval use. The thermal bending technique can be carried out in the factory or on site (i.e. at the final location of the plate). The objective of this work is to achieve the application of a standardised action methodology with which we can design the appropriate heating procedure to achieve the final geometry we wish to obtain with this technique and with the information available (properties of the flame and the materials) without affecting - or doing so in a controlled way - the properties of the material responsible for it is suitability for the service; ideally, the process should take into account its practical viability, minimising the associated experimental and economic costs. With the experimental and analytical work collected throughout this work, progress is being made in this direction. Furthermore, with the help of the numerical simulation technique by finite elements (ANSYS), it will allow us to visualise the behaviour of the material with different heating