Determinación de tensiones residuales en válvulas de motores de combustión interna

Resumen

Los gradientes térmicos que se presentan durante el servicio de ciertos componentes de máquinas térmicas alcanzan en ocasiones magnitud suficiente como para generar deformaciones inelásticas que influyen sobre el estado tensional en condiciones de servicio, y se manifiestan como tensione s residuales al enfriar las piezas hasta temperatura ambiente. Una situación similar se presenta en piezas que son sometidas a tratamientos térmicos o fusión y solidificación localizados, tales como soldadura, aportes de me tal fundido, temple por in- ducción, etc. Para determinar el estado tensional efecti vo y la aptitud de la pieza pa ra el servicio, es impre- scindible conocer la magnitud de es tas deformaciones inelásticas y sus te nsiones residuales asociadas. Algunas de las técnicas experimentales dis ponibles en la actualidad (Difracción de Rayos X o neutrones, Ruido de Barkhäusen) solo brindan información respecto del estado te nsional en la superficie de las piezas. Otras, tales como las rosetas de galgas extensométricas, no pueden ser aplicadas con precisión en piezas de forma compli- cada. En este trabajo se presenta una metodología de remoción de capas para determinar tensiones residuales en piezas axisimétricas ut ilizando instrumental de metrol ogía dimensional de uso corrien te en la industria de au- topartes, en conjunto con técnicas de cálculo numérico. Como caso de aplicación, se describe el análisis de ten- siones efectivas durante el servicio de una válvula de un motor de co mbustión interna, evaluando previamente las tensiones residuales de origen térmico.