El tratamiento de impacto de alta frecuencia o método HiFIT es el tratamiento de construcciones de acero soldadas en la transición de soldadura para aumentar la resistencia a la fatiga.
La durabilidad y la vida útil de las estructuras de acero soldadas cargadas dinámicamente está determinada en muchos casos por las soldaduras, en particular las transiciones de soldadura. Mediante el tratamiento selectivo de las transiciones ( rectificado (corte abrasivo) , granallado , martillado , etc.), la durabilidad de muchos diseños aumenta significativamente. Los métodos de martillado han demostrado ser métodos de tratamiento particularmente efectivos y se han estudiado y desarrollado ampliamente en el proyecto conjunto REFRESH [1] . El proceso HiFIT (tratamiento de impacto de alta frecuencia (también llamado HFMI (impacto mecánico de alta frecuencia))) es un método de martillado de este tipo que es universalmente aplicable, requiere solo un equipo de baja tecnología y, aun así, ofrece una alta reproducibilidad y la posibilidad de control de calidad.
El martillo HiFIT funciona con un perno endurecido con una bola que se apoya sobre la pieza de trabajo con un diámetro D de 3 mm. [2] Este perno se golpea con una intensidad ajustable a unos 180–300 Hz en el punto de soldadura. Se producen deformaciones mecánicas locales en forma de una pista de tratamiento. El punto de soldadura se deforma plásticamente. La tensión residual de compresión inducida evita la formación de grietas en la pista y la propagación de grietas en la superficie.
El Instituto Internacional de Tecnología de Soldadura IIW publicó la Guía "Recomendaciones para el tratamiento HFMI" [3] en octubre de 2016. Se presenta una descripción general de los martillos de alta frecuencia (HFMI) y recomendaciones para la correcta aplicación del método y mediciones cuantitativas para el aseguramiento de la calidad. La guía proporciona la base para las mediciones de juntas soldadas mejoradas con HFMI sobre la base de todos los conceptos conocidos de cálculo de tensiones.
En numerosos experimentos realizados en diferentes institutos y universidades se ha podido demostrar un aumento de la resistencia a la fatiga del 80 al 100 por ciento y un aumento de la vida útil de las soldaduras de 5 a 15 veces. El proyecto de investigación más amplio fue "REFRESH: prolongación de la vida útil de las estructuras de acero soldadas existentes y nuevas" (P702) de 2006 a 2009. En este proyecto de investigación se desarrolló el dispositivo HiFIT y se preparó para la producción. Este informe está disponible en forma de libro en la FOSTA (Forschungsvereinigung Stahlanwendung eV) y se puede solicitar con el número ISBN 978-3-942541-03-9 . El libro contiene verificaciones y validaciones científicas detalladas.
El método HiFIT se puede aplicar tanto a estructuras de acero existentes como a nuevas.
Para un tratamiento específico, se requiere la visibilidad y accesibilidad de la transición en las áreas soldadas. Las estructuras existentes generalmente se preparan en la transición para el acabado de la superficie . Las piezas deben estar libres de óxido suelto y pintura vieja. Si es necesario, se requiere un arenado previo .
El dispositivo funciona con un suministro de aire comprimido de 6 a 8 bar.
El dispositivo HiFIT se coloca manualmente en la transición de soldadura tratada y, durante el tratamiento, a lo largo de este recorrido.
Debido a las transformaciones locales, el borde de la soldadura se deforma plásticamente y se solidifica. La profundidad de la pista de postratamiento debe estar entre 0,2 y 0,35 mm. El socavado en el borde de la soldadura ya no es reconocible.
La zona tratada se examina visualmente. La profundidad del tratamiento se puede comprobar con un manómetro especial. Una pantalla digital de la presión de funcionamiento permite al usuario controlar todo el proceso.
Cuando se aplica a construcciones existentes, la vida útil puede extenderse considerablemente. Si no hay grietas visibles macroscópicamente, HiFIT es una herramienta de reparación muy adecuada. Con la reparación oportuna de las estructuras existentes, prácticamente no hay diferencia en la vida útil de las nuevas soldaduras tratadas. Esto brinda la posibilidad de utilizar las construcciones existentes mucho más allá de la vida útil planificada. El método HiFIT se utiliza de manera muy eficiente, por ejemplo, en puentes de autopistas en el diseño de secciones de caja huecas de acero sobre la marcha. Los costos de reconstrucción son bajos en comparación con los métodos convencionales. En la industria de vehículos comerciales y otras industrias, las soldaduras altamente estresadas en estructuras existentes y nuevas se tratan con HiFIT para extender la vida útil con éxito.
En el caso de nuevas construcciones y algunas estructuras existentes, el nivel de carga de las soldaduras tratadas se puede aumentar. Si se utilizan construcciones con la misma vida útil que antes, las soldaduras pueden transferir cargas 1,6 veces mayores. Esto tiene, por ejemplo, el efecto muy positivo de una mayor capacidad de elevación para las grúas. La eficiencia de las grúas aumenta con cada carrera.
Teniendo en cuenta el proceso HiFIT durante el desarrollo, con el mismo nivel de carga y la misma vida útil, la construcción se puede reducir de forma específica. Amplias investigaciones experimentales sobre detalles estructurales y métodos de diseño con soporte FEM han demostrado la alta eficiencia con aceros convencionales S235, S355J2 y de grano fino, como S460N, S690QL e incluso aceros de mayor resistencia. El ahorro de material alcanzable hace que la aplicación HiFIT en la mayoría de las aplicaciones ya sea económicamente viable. Teniendo en cuenta el beneficio adicional de la ventaja de peso, por ejemplo, se puede aumentar la carga útil alcanzable en los vehículos.