Crecimiento de grietas por fatiga en juntas soldadas por fricción agitación en la aleación de aluminio 6063-T5 para modo I de fractura

Arellano Molina, Ana Sofia.

Crecimiento de grietas por fatiga en juntas soldadas por fricción agitación en la aleación de aluminio 6063-T5 para modo I de fractura

dc.contributor.advisor	Sierra Vargas, Alejandro.
dc.contributor.advisor	Mantilla Villalobos, Jairo Andrés.
dc.contributor.author	Arellano Molina, Ana Sofia.
dc.contributor.evaluator	Pertuz, Alberto.
dc.contributor.evaluator	Villegas, Diego
dc.date.accessioned	2025-05-29T00:45:52Z
dc.date.available	2025-05-29T00:45:52Z
dc.date.created	2025-05-21
dc.date.issued	2025-05-21
dc.description.abstract	La aleación de aluminio AA6063-T5 presenta propiedades mecánicas de interés para diversas industrias como la aeroespacial, aeronáutica, automotriz, construcción o incluso la electrónica. Sin embargo, existen diversos desafíos asociados a la soldadura de la aleación debido a su composición y propiedades metalúrgicas. La soldadura por fricción agitación (FSW) ha va surgido como una solución para el proceso de unión en aleaciones de aluminio. Aunque esta técnica permite obtener juntas en dichos materiales con mayor facilidad, el proceso induce cambios microestructurales en el material generando zonas con distinta dureza y resistencia a la propagación de grietas, distinguidas como la zona de agitación (WNZ), la zona termomecánicamente afectada (TMAZ), la zona afectada por el calor (HAZ) y el material base (BM). De modo que se plantea la necesidad de estudiar el comportamiento de las uniones obtenidas mediante FSW frente a la fatiga. Este estudio pretende evaluar por medio de ensayos cómo se comporta el crecimiento de grietas por fatiga en juntas soldadas por FSW en la aleación de aluminio 6063-T5 para modo I de fractura, en comparación con el material base. Se caracterizó el perfil de dureza para la junta soldada encontrando una disminución de la dureza respecto al material base. Se realizaron ensayos de flexión en tres puntos para evaluar el crecimiento de grietas frente a la aplicación de cargas cíclicas evaluando el material base y la WNZ. Como resultado, se obtuvo que el proceso de FSW afecta negativamente el comportamiento del material frente a la propagación de grietas por fatiga en modo I. La WNZ presenta mayor sensibilidad al crecimiento de grietas a medida que aumenta la variación del factor de intensidad de esfuerzos. Este resultado se atribuye a los defectos microestructurales y a las estructuras heterogéneas inducidas por el proceso.
dc.description.abstractenglish	The AA6063-T5 aluminum alloy presents mechanical properties of interest to industries such as aerospace, aviation, automotive, construction, and electronics. However, several challenges are associated with welding the alloy due to its composition and metallurgical characteristics. Friction stir welding has emerged as an effective joining method for aluminum alloys. While this technique facilitates the joining process, it induces microstructural changes in the material, creating zones with different hardness and resistance to crack growth. These zones include the weld nugget zone (WNZ), thermo-mechanically affected zone (TMAZ), heat-affected zone (HAZ) and the base material (BM). This study addresses the need to evaluate the fatigue behavior of joints produced by FSW. It aims to experimentally evaluate the fatigue crack growth behavior in friction stir welded joints of aluminum alloy 6063-T5 under Mode I fracture conditions, in comparison to the base material. The hardness profile of the welded joint was characterized, revealing a reduction in hardness compared to the base material. Three-point bending tests were conducted under cyclic loading to evaluate crack growth in the base material and WNZ. Results showed that the FSW process negatively affects the material’s resistance to fatigue crack growth in Mode I. The WNZ exhibits greater sensitivity to crack growth as the variation in the stress intensity factor increases. This result is attributed to microstructural defects and heterogeneous structures induced by the FSW process.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Mecánico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45736
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Mecánica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Mecánica
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Soldadura por fricción agitación
dc.subject	Aleación de aluminio 6063-T5
dc.subject	Crecimiento de grietas
dc.subject	Modo I de fractura
dc.subject.keyword	Friction Stir Welding
dc.subject.keyword	Aluminum Alloy 6063-T5
dc.subject.keyword	Crack Growth
dc.subject.keyword	Mode I Fracture
dc.title	Crecimiento de grietas por fatiga en juntas soldadas por fricción agitación en la aleación de aluminio 6063-T5 para modo I de fractura
dc.title.english	Fatigue Crack Growth in Friction Stir Welded Joints of 6063-T5 Aluminum Alloy for Mode I Fracture
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado