Perfiles compuestos de acero para rejillas vibratorias de separación de residuos
La vibración acaba encontrando cualquier unión débil. Una empresa del sector del tratamiento de residuos perdía una y otra vez las uniones soldadas MIG de los perfiles que sostienen las rejillas vibratorias de su maquinaria de clasificación, donde la carga nunca se estabiliza y los ciclos nunca se detienen. Montanstahl desarrolló en su lugar un perfil compuesto, uniendo mediante soldadura por láser una guía de anclaje laminada en caliente a medida con un tubo soldado por láser, una geometría que los métodos estándar no pueden producir. La sección laminada en caliente se fabricó directamente a la longitud de instalación de 6 300 mm, y el primer pedido incluyó 277 barras, es decir, 26,5 toneladas, en acero al carbono S355.
La separación en cascada y la estructura que la sostiene
Los perfiles estructurales de las grandes plantas de separación de residuos soportan fuertes esfuerzos mecánicos, porque las operaciones a las que dan soporte son altamente dinámicas por diseño. El cliente trabaja en el tratamiento de residuos y necesitaba un perfil compuesto para los sistemas de cribado de su maquinaria de clasificación, donde el papel de la sección es cualquier cosa menos secundario. Sostiene las grandes rejillas vibratorias que separan los residuos por tamaño, dejando caer los fragmentos más pequeños por las primeras cribas mientras las piezas más grandes siguen avanzando, lo que produce la separación en cascada de la que depende la planta. Todo el conjunto funciona bajo vibración continua, y es justamente ahí donde fallaba la solución anterior, ya que las uniones soldadas MIG de los perfiles fabricados por el propio cliente se agrietaban en servicio. Los equipos del sector de maquinaria e ingeniería de plantas llegan a menudo a este punto, en el que el límite no es el material ni el diseño, sino la unión entre las piezas.
Una unión que resiste la vibración y dos tecnologías en una sola barra
Tres dificultades definieron el proyecto. La primera era la resistencia de la soldadura, ya que la unión debía ser lo bastante sólida como para descartar grietas bajo vibración, lo que obligaba a atacar la causa de los fallos anteriores en lugar de reforzar a su alrededor. Una soldadura MIG deposita material de aporte en un cordón ancho con una zona afectada térmicamente amplia, dejando tensiones residuales y una entalla geométrica justo donde una grieta por fatiga prefiere iniciarse. La segunda era combinar laminado en caliente y soldadura por láser en un único componente funcional, dos procesos con clases de tolerancia y estados superficiales distintos que, aun así, deben encontrarse a lo largo de una sola interfaz. La tercera era dimensional, porque la instalación exigía una longitud exacta de 6 300 mm sin sacrificar la precisión para conseguirla. El plano combina además grados distintos, con la guía laminada en un acero y el cuerpo en otro, de modo que la unión también tiene que funcionar a través de esa frontera.
Contexto de aplicación
La respuesta fue un perfil compuesto, obtenido soldando por láser una guía de anclaje laminada en caliente a medida sobre un tubo soldado por láser, lo que da una sección que ningún método estándar podría ofrecer por sí solo. El laminado forma la guía con los destalonados y asientos que necesitan las fijaciones de la rejilla, mientras que el tubo aporta rigidez a torsión con poco peso, y la soldadura por láser los une con un cordón estrecho de penetración profunda y muy pocas tensiones residuales. Así se obtiene la integridad estructural necesaria para soportar la vibración continua y se resuelve el agrietamiento que el cliente había sufrido con las anteriores soldaduras MIG. La sección laminada en caliente se produjo directamente a la longitud de instalación de 6 300 mm, de modo que las barras llegan listas para montar, sin cortes ni ajustes en obra, y el primer pedido incluyó 277 barras con un total de 26,5 toneladas en acero al carbono S355. Las secciones compuestas e híbridas de este tipo se desarrollan como perfiles especiales, con las opciones descritas en las Q&A técnicas.