La industria automotriz ha presentado un crecimiento significativo en la última década, por lo que cada vez se requieren más y mejores estándares de calidad para garantizar el alcance de las metas de productividad, competitividad y mejora continua; para lograr cumplir con los estrictos estándares de esta industria es vital contar con un proceso de control de calidad eficaz y preciso que se involucre no solo en la inspección de materia prima si no también en los procesos de cada etapa en la línea de producción.

Los procesos de soldadura son esenciales para la industria automotriz, la calidad de estos procedimientos repercute directamente en el rendimiento y la vida útil de los vehículos, por lo cual, llevar a cabo un proceso preciso y homogéneo es un reto que requiere de una inspección exhaustiva. Tal es el caso de uno de nuestros clientes quien se acercó a Metalinspec Laboratorios al detectar una falla de origen desconocido en uno de sus intercambiadores de calor de aluminio, este intercambiador de calor cuenta con un proceso de soldadura tipo brazing, la cual falló desoldándose en una zona puntual por lo cual nuestros expertos en materiales diseñaron un análisis de falla consistente en diferentes pruebas que abordan la falla desde múltiples disciplinas para determinar su origen raíz y generar el conocimiento necesario para mejorar la calidad de sus procesos y productos.

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Durante la inspección visual de la pieza, se pueden observar los restos del proceso de soldadura, en el material se observa que solo se desoldó en una parte muy puntual de la pieza.

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En el siguiente paso del análisis de falla, los resultados del análisis químico muestran un material base aluminio, el resultado es similar a la composición que comparte el cliente demostrando que su materia prima estaba de acuerdo a las especificaciones que ofrece al mercado.

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En el análisis metalográfico, los resultados proporcionan una visión detallada sobre la naturaleza de la falla y su origen. Mediante la aplicación de un ataque HCI al 5%, se observó un tamaño de grano #5, de acuerdo con la norma ASTM E112. En el área de la falla se identificó daño por exposición a altas temperaturas, evidenciado por el crecimiento de grano cercano a la superficie. En las zonas adyacentes a la falla se aprecia un daño térmico menor, mientras que en las áreas más alejadas no se observaron afectaciones por temperatura. Adicionalmente, se detectó presencia de corrosión intergranular, lo que refuerza la hipótesis de un deterioro asociado tanto a condiciones térmicas como a un posible ambiente corrosivo.

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En el análisis de Microscopia Electrónica de Barrido SEM realizado en la zona del defecto se observa un material base Al, con altos contenidos de C & O derivados de una oxidación presente, mientras que en la zona contigua a la falla muestra menos concentración de estos componentes; el mismo análisis realizado en una zona alejada de la falla se observa un material base Al, sin presencia de oxidación ni daño por calor. El mapeo elemental realizado en el área de falla se observa presencia de oxido y la presencia de N ya que la mayoría de los procesos de soldadura brazing, utilizan este gas para proteger la unión de oxidaciones.

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En base a los resultados obtenidos se definió que el mecanismo de falla es derivado presencia de óxido de aluminio Al2O3. En la inspección visual se observa áreas blancuzcas procedentes de la oxidación del aluminio, mientras que las propiedades mecánicas y la composición química están dentro de rango, por lo cual nos indica que el defecto se originó durante el proceso de soldadura. La metalografía en las áreas de falla muestra una microestructura con un defecto en la superficie producida por altas temperaturas o un deficiente fundente (cantidad o nula presencia de este, en caso de usar fundente), mientras que en la metalografía de las áreas alejadas de la falla no muestran esta condición.

En la microscopia electrónica de barrido en todos los EDS realizados en las zonas de defecto o en la zona contigua al defecto se observa presencia de oxido de aluminio, por el contrario en las zonas alejadas del defecto muestran una composición libre de oxido de aluminio. Así mismo en los mapeos elementales se observa con claridad la presencia de óxidos y particularmente en la superficie presencia de N, este tipo de gas inerte es usado comúnmente en los procesos de soldadura por brazing.

La pieza solo tiene una sección desoldada por lo cual la pieza tiene un defecto puntual por un proceso no homogéneo. En este caso nuestros expertos recomendaron usar fundente en caso de no usarlo y si es usado revisar la cantidad y homogeneidad de este, así como el avance del horno en caso de ser un horno de alimentación automática, en caso de hacerlo manualmente revisar el avance que sea lo mas homogéneo posible y revisar la limpieza del área antes de soldar ya que cualquier impureza que exista en la interface interfiere con la soldadura.

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En conclusion, si necesitas asesoría ya sea para la evaluación y mejora de tu producto terminado y/o procesos, no dudes en contactarnos, estaremos encantados de apoyarte.