Descortezado por tracción de alambrón asistido por ultrasonidos (UADP)

El descortezado por tracción de alambrón mejora significativamente la calidad superficial mediante la eliminación de material del perímetro exterior. Es una alternativa ampliamente conocida al descortezado rotativo, al arenado o al rectificado. El descortezado por tracción asistido por ultrasonidos utiliza una vibración de alta frecuencia de la herramienta de descortezado. El movimiento longitudinal de alta velocidad de la herramienta reduce las fuerzas de tracción y mejora la calidad superficial del material.

¿Qué es el descortezado por tracción?

El objetivo principal del proceso de descortezado por tracción es lograr una calidad superficial superior con una rugosidad muy baja. Tras el descortezado por tracción, el alambrón presenta una estructura del material más homogénea y una mayor pureza. El descortezado por tracción elimina defectos superficiales, como oxidación, marcas de vibración, rayas de laminación, marcas de cascarilla, dobles pieles, solapamientos, inclusiones y capas periféricas descarburadas en metales ferrosos, como el acero o los materiales de hierro. Una aplicación destacada del descortezado por tracción es la eliminación de cascarilla y óxido superficial del alambrón ferroso. En los metales no ferrosos, como el cobre, puede ser necesario recurrir al descortezado por tracción para eliminar las capas superficiales endurecidas tras la laminación o el trefilado. El proceso de descortezado por tracción puede eliminar entre 0,01 mm y 0,25 mm de material de la superficie del alambrón en una sola etapa. El descortezado por tracción también se conoce como afeitado, pelado o afeitado con hilera posterior.

Descortezado por tracción frente a descortezado rotativo

Para alambrones, perfiles o tubos de diámetro inferior a 25 mm, el descortezado por tracción ofrece grandes ventajas frente al descortezado rotativo. El descortezado rotativo de alambrón limita la velocidad de producción y puede producir superficies con ondulaciones o estructuras helicoidales en alambrones de pequeño diámetro. La herramienta de corte del descortezado por tracción elimina material en paralelo a la dirección de avance. Esto proporciona una topografía superficial superior a lo largo del alambrón y una mayor vida útil de la herramienta de descortezado por tracción. En general, los costes de las herramientas de descortezado por tracción son inferiores a los de los sistemas de descortezado rotativo.

¿Qué ventajas ofrece el descortezado por tracción asistido por ultrasonidos (UADP)?

El descortezado por tracción de alambrón requiere potencia para vencer la fricción y cortar el material. En una instalación convencional de descortezado por tracción, esta potencia procede únicamente del cabrestante giratorio. La fuerza de tracción sobre el alambrón aumenta con la velocidad de la línea, el diámetro del alambre y el espesor de la capa eliminada. La resistencia a la tracción y el límite elástico son factores críticos, especialmente en alambrones de pequeño diámetro, ya que la relación entre la circunferencia y el área de la sección transversal es mayor cuanto menor es el diámetro. Esto limita la velocidad de la línea de descortezado por tracción o imposibilita el descortezado por tracción convencional debido al elevado riesgo de fracturas.
El descortezado por tracción asistido por ultrasonidos utiliza una vibración longitudinal de alta frecuencia de la herramienta de corte de filo afilado. La frecuencia de vibración típica es de 20 kHz y el desplazamiento del filo de descortezado puede alcanzar los 100 micras (pk-pk). Cuanto mayor sea la relación entre la velocidad de vibración de la herramienta de descortezado y la velocidad del alambrón, menor podrá ser la fuerza de tracción sobre el alambre. Por tanto, el descortezado por tracción accionado por ultrasonidos permite aumentar la velocidad de la línea o eliminar más material en una sola etapa de descortezado para un límite de resistencia a la tracción dado. La reducción de la fuerza de tracción hace que el descortezado por tracción accionado por ultrasonidos resulte especialmente favorable para materiales de pequeño diámetro y productos huecos, como los tubos.
Los alambrones son propensos a presentar marcas de vibración y «fractions» al arrancar y detener el accionamiento del cabrestante. Esto resulta más problemático con materiales blandos o muy elásticos y con secciones transversales pequeñas. La herramienta de descortezado sometida a vibración ultrasónica se mueve hacia delante y hacia atrás 20.000 veces por segundo. Este movimiento continuo de la hilera de afeitado reduce la tensión de tracción y evita las marcas de vibración y las ondulaciones a lo largo de la superficie del alambrón.

Cuanto más impulsa la vibración ultrasónica el filo de la herramienta de corte hacia el interior del material, menor puede ser la tensión del alambrón. Esto permite reducciones significativas de la tensión de hasta un 50%, en función del material y de las dimensiones. En general, la reducción de la tensión permite aumentar la velocidad de la línea. Sin embargo, la velocidad del alambrón debe ser al menos un 20% inferior a la velocidad de vibración de la herramienta.