Optimización de la Resistencia a la Fatiga mediante Compactado en Frío de Orificios

Compactado en frío de orificios (Cold Working)

Este procedimiento introduce una cantidad residual de tensiones de compresión sobre el material alrededor del orificio. Dado que el espectro de tensiones de compresión es mucho mayor al de tensiones por tracción, el umbral residual de compresión protege al orificio de los valores de tracción que causan la fatiga y rajaduras resultantes.

La zona residual de compresión se extiende alrededor del orificio hasta un radio del mismo, a partir del borde aproximadamente. Fuera de esta zona se propaga el área de tensiones por tracción y no causa mayores problemas. Con este método se logra incrementar la resistencia a la fatiga de un orificio de 3 a 10 veces.

Tipos de compactado en frío

Existen dos tipos de compactados en frío que se utilizan:

• Altas interferencias
• Bajas interferencias

El primero comprime (deforma plásticamente) el metal en mayor grado que el segundo y puede emplearse como alternativa del mismo. Siempre que el orificio deba fresarse, primero ha de completarse el proceso de compactado. El equipo de compactado emplea un motor y una bomba hidráulica comandados neumáticamente, mandriles cónicos, cabezales, mordazas y camisas.

Pasos del proceso de Cold Working

El proceso de cold working se puede resumir en los siguientes pasos:

1. Asegurar las partes a compactar con grampas o pernos.
2. Agrandar el diámetro del orificio con una broca adecuada.
3. Seleccionar los elementos adecuados (mandril, camisa, cabezal y mordazas) de acuerdo al tipo de compactado y orificio. El largo de la camisa debe ser igual o mayor al espesor del material a compactar.
4. Deslizar la camisa sobre el mandril hasta hacer tope en el cabezal.
5. Insertar el mandril y la camisa.
6. Compactar el orificio por acción neumática sobre el mandril a través de la camisa.
7. Escariar el orificio hasta alcanzar la medida final.
8. Inspeccionar el acabado del orificio por concentricidad, presencia de rebabas, arrugas, picaduras o cortes.

Los orificios que no cumplan con los requerimientos de inspección pueden escariarse un 1/64” sin necesidad de volver a compactar.