Perfiles soldados por láser para carcasas de sensores en carriles de peaje
Un sensor empotrado en el firme de un carril de peaje debe resistir el tráfico, el agua y las heladas sin moverse del lugar donde se instaló, porque la medición depende de su posición. El perfil que lo aloja cumple por tanto dos funciones a la vez: proteger la electrónica y posicionarla. Para esta aplicación, Montanstahl fabricó una sección monolítica en acero inoxidable 304L mediante soldadura por láser, manteniendo una holgura interna obligatoria de 35,4 mm sin distorsión a lo largo de toda la barra.
Proteger un sensor sin moverlo
Los perfiles especiales soldados por láser aparecen cada vez con más frecuencia en aplicaciones de infraestructura donde los sensores deben protegerse manteniendo una posición definida con precisión. En este caso, el perfil se diseñó para alojar elementos sensores instalados en ranuras practicadas en el firme, protegiéndolos de las cargas del tráfico y de la exposición ambiental en condiciones viarias exigentes. La geometría debía garantizar, por tanto, una estabilidad dimensional estricta a lo largo de toda la sección, porque incluso una distorsión mínima comprometería la alineación del sensor, la precisión de sus mediciones y el rendimiento del sistema con el tiempo. Lo que diferencia este caso de una carcasa de protección convencional es que la carcasa forma parte de la cadena de medición, de modo que una tolerancia irrelevante en un componente estructural se vuelve aquí funcional. La infraestructura viaria y ferroviaria instrumentada de este tipo es un campo en crecimiento dentro del sector de construcción e infraestructuras.
Una holgura interna que no puede moverse
Cuatro requisitos definieron esta sección. Se necesitaba una precisión muy alta en el ancho del perfil, ya que la carcasa se asienta en una ranura mecanizada y debe posicionarse en ella de forma repetible. La holgura interna de 35,4 mm era obligatoria y debía mantenerse libre de distorsión en toda la longitud, porque es el espacio que ocupa el elemento sensor, y un estrechamiento en cualquier punto de la barra significa que el componente no se puede insertar o queda sometido a tensión una vez instalado. La estabilidad dimensional debía asegurarse durante la producción en lugar de corregirse después, ya que enderezar una sección abierta de pared delgada reintroduce precisamente la variación que pretende eliminar. Por último, el cliente exigía una sección monolítica, lo que descarta las soluciones de soldadura tradicionales, puesto que un conjunto soldado aporta una zona afectada térmicamente, material de aporte y tensiones residuales que siguen actuando sobre la geometría mucho después de que la pieza se haya enfriado.
Contexto de aplicación
Dadas las tolerancias y el requisito de una sección monolítica, se eligió la soldadura por láser como la vía más adecuada. El proceso logra una penetración completa en un cordón estrecho, de modo que la sección se comporta como una sola pieza bajo carga, y el bajo aporte térmico proporciona una excelente estabilidad dimensional con una distorsión mínima durante la producción, lo que permite que la holgura interna se mantenga constante de un extremo a otro de la barra. El perfil terminado cumplió el requisito de holgura interna y aportó la fiabilidad estructural necesaria para una instalación segura en el firme, donde la carcasa soporta el peso de los vehículos que la cruzan. El acero inoxidable 304L resiste el agua, las sales de deshielo y los ciclos de temperatura de una calzada expuesta sin un recubrimiento que se desgastaría. Las secciones de este tipo se desarrollan como perfiles especiales a partir del plano del cliente, con verificación dimensional dentro de la gestión de la calidad de Montanstahl y más información en las Q&A técnicas.