Perfiles huecos octogonales con soldadura híbrida láser para mástil de cometa
Una de las soluciones para reducir el consumo de combustible de grandes buques y portacontenedores utiliza una cometa para aprovechar la energía del viento, con un mástil telescópico en cubierta que sirve de torre de lanzamiento y recuperación. Cuando la cometa se despliega, el mástil se extiende por completo; cuando no se utiliza, se retrae. Para un proyecto con destino Alemania, la construcción de este mástil requería un conjunto de perfiles huecos a medida: encajados unos dentro de otros, cada uno de un tamaño distinto, todos con una geometría octogonal específica y todos en acero al carbono especial para uso naval. Los perfiles debían ser lo bastante rígidos para un funcionamiento seguro bajo carga, pero lo más ligeros posible para no sobrecargar el buque.
Rigidez, bajo peso y tolerancias extremadamente estrictas
Un mástil telescópico impone exigencias contrapuestas a su estructura. Debe ser lo bastante rígido para soportar las cargas mecánicas durante el despliegue y la recuperación de la cometa, pero cada kilogramo adicional aumenta el peso en altura del buque, por lo que el diseño debía ser lo más ligero posible dentro del requisito de rigidez. Como los perfiles encajan unos dentro de otros y el mástil tiene que deslizarse con suavidad al extenderse y retraerse, las tolerancias dimensionales eran extremadamente estrictas: cualquier desviación en la geometría de la sección afectaría directamente al funcionamiento mecánico. La especificación exigía además un perfil octogonal a medida, que no es una forma estándar de catálogo, y el acero naval especial D36, un grado certificado para la construcción naval.
Perfiles octogonales en D36 de 800×800 mm a 180×180 mm mediante soldadura híbrida láser
Se fabricó un conjunto de perfiles huecos octogonales en acero naval D36, desde el segmento más grande de 800 x 800 mm hasta el más pequeño de 180 x 180 mm de dimensión exterior. Cada perfil se unió mediante soldadura híbrida láser con tecnología láser 3D. La soldadura híbrida láser combina la penetración profunda y el bajo aporte térmico de la soldadura por láser con la capacidad de salvar holguras de la soldadura por arco, lo que produce uniones sanas con una distorsión mínima y buenas propiedades mecánicas en toda la junta. Ambas cualidades, integridad de la soldadura y estabilidad dimensional, eran esenciales para que los perfiles funcionaran correctamente dentro de un mecanismo telescópico de precisión.
Contexto de aplicación
Este caso forma parte del segmento de construcción naval y marítimo de Montanstahl, donde se especifican perfiles huecos a medida soldados por láser para aplicaciones estructurales de precisión en buques y equipos offshore. Un mástil para propulsión por cometa es un buen ejemplo: debe combinar rendimiento estructural con tolerancias dimensionales estrictas en toda una gama de tamaños de sección, en un acero naval certificado. Los perfiles huecos a medida como estos se fabrican según el diseño del cliente y se suministran en todo el mundo a astilleros, fabricantes de equipos marinos y armadores.