MÉTODO DE FABRICACIÓN DE REMACHES QUE TIENEN UNA GRAN RESISTENCIA Y CONFORMABILIDAD.

Método de fabricación de remaches que tienen una gran resistencia y conformabilidad. CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a remaches y, más particularmente, se refiere a un método de fabricación de remaches que tienen una gran resistencia y conformabilidad. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Comúnmente se conforman conjuntos estructurales uniendo dos o más miembros estructurales usando sujetadores, tales como remaches. En la industria aeroespacial, en donde el peso y la resistencia son preocupaciones críticas, las juntas de conjuntos estructurales se someten típicamente a ciclos repetidos de esfuerzos de cizalladura, compresión y tracción durante la vida del conjunto. Como resultado, los remachas deben tener una buena fortaleza mecánica y resistencia a la fatiga sin afectar desfavorablemente al peso total de los conjuntos estructurales. Además, debido a que los conjuntos estructurales pueden exponerse al medioambiente, incluyendo exposición a humedad y fluctuaciones de temperatura, deben fijarse las juntas con remaches que tengan una buena resistencia a la corrosión y una buena resistencia a esfuerzos térmicos. Para abordar los requisitos por resistencia y peso, típicamente los remaches convencionales se forman de materiales que tienen unas altas relaciones por resistencia a peso, tal como aluminio y aleaciones de aluminio que se han endurecido mediante trabajo en frío o endurecimiento por precipitación. Ventajosamente, están disponibles una serie de aleaciones de aluminio de alta resistencia que son ligeras y que también tienen una resistencia relativamente alta a la fatiga y a la corrosión. Desafortunadamente, cuando están en la condición endurecida, las aleaciones de aluminio de alta resistencia tienden a carecer de la conformabilidad que es necesaria durante la fabricación e instalaciones de los remaches, lo cual puede dar como resultado un fallo por estricción, agrietamiento o fractura. Buscando solucionar los problemas asociados con una conformabilidad pobre, se han propuesto modificaciones al proceso de fabricación para la formación de los remaches. Una modificación de esta clase incluye formar los remaches a partir de una aleación de aluminio que esté en una condición blanda y, posteriormente, tratar térmicamente el remache, tal como por endurecimiento por precipitación, para endurecer así el remache antes de su instalación y uso. El aumento de la conformabilidad de las aleaciones de aluminio en un estado blando reduce la probabilidad de que el remache falle como resultado de estricción, agrietamiento o fractura durante la fabricación. Sin embargo, el tratamiento térmico reduce la conformabilidad de los remaches lo que, como se indicó anteriormente, puede dar como resultado fallos durante la instalación. El tratamiento térmico también añade una etapa adicional durante la fabricación, lo cual aumenta los costes de fabricación de los remaches y de los conjuntos estructurales resultantes. El documento WO 00/27959 describe un método para formar en frío remaches de aluminio a fin de proporcionar un trabajo en frío más uniforme en la unión de la caña con la región estrechada. El documento EP 1162283 describe un método para reforzar selectivamente miembros estructurales mediante un procesamiento de agitación por fricción. Los miembros estructurales son entonces fijados entre sí con unos sujetadores roscados ordinarios. En consecuencia, existe una necesidad de un método mejorado para fabricar remaches. El método deberá proporcionar remaches que tengan un alta conformabilidad para reducir la probabilidad de estricción, agrietamiento o fractura durante la fabricación e instalación de los remaches. El método también deberá ser rentable con la finalidad de no afectar desfavorablemente al coste de fabricación de los remaches y de los conjuntos estructurales resultantes. Además, los remaches deberán ser capaces de formarse a partir de materiales que tengan unas altas relaciones por resistencia a peso y que muestren una alta resistencia a la fatiga y corrosión, así como resistencia a esfuerzos térmicos. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un método de fabricación de remaches. Según una realización de la presente invención, el método incluye proporcionar una pieza de trabajo que define al menos una región que tiene una estructura de grano refinada, con un tamaño de grano menor de aproximadamente 5 micras. En una realización, el paso de disponer incluye determinar las dimensión del remache, seleccionando la pieza de trabajo basándose en las dimensiones del remache, y posteriormente soldar por agitación una porción de la pieza de trabajo para formar la al menos una región que tiene una estructura de grano refinada. En otra realización, el paso de proporcionar incluye insertar una sonda de soldadura de agitación por fricción giratoria dentro de la pieza de trabajo para formar la al menos una región que tiene una estructura de grano refinada. La sonda de soldadura de agitación por fricción giratoria puede moverse a través de la pieza de trabajo a lo largo de una trayectoria predeterminada para formar una región alargada que tiene una estructura de grano refinada. Se retira entonces una pieza bruta de la al menos una región de la pieza de trabajo que tenga una estructura de grano refinada. En una realización, el paso de retirar incluye punzonar la pieza bruta en la al menos una región de la pieza de trabajo que tiene una estructura de grano refinada. La pieza bruta se transforma entonces en un remache. En una realización, la pieza de trabajo se mecaniza antes del paso de formación para retirar al menos una región de la pieza de trabajo que tiene una estructura de grano sin refinar. En otra realización, el paso de formación incluye extruir la pieza de trabajo mediante una matriz. En aún otra realización, el paso de formación incluye estampar la pieza bruta con un punzón. En aún otra realización, se repiten los pasos de retirada y formación. 2   Según otra realización de la presente invención, el método de fabricar remaches incluye proporcionar una pieza de trabajo. Se forma entonces en la pieza de trabajo al menos una región que tiene una estructura de grano refinada. En una realización, la al menos una región se forma insertando una sonda de soldadura de agitación por fricción giratoria dentro de la pieza de trabajo. La sonda de soldadura de agitación por fricción giratoria puede moverse a lo largo de una trayectoria predeterminada para formar una región alargada que tiene una estructura de grano refinada. Después del primer paso de formación, se forma un remache a partir de la al menos una región que tiene una estructura de grano refinada. En una realización, el segundo paso de formación incluye retirar una pieza bruta de la al menos una región de la pieza de trabajo que tiene una estructura de grano refinada y transformar la pieza bruta en un remache. El paso de retirar puede incluir punzonar la pieza bruta en la al menos una región de la pieza de trabajo que tiene una estructura de grano refinada. En otra realización, la pieza bruta se transforma en un remache extruyendo la pieza bruta mediante una matriz. En otra realización, la pieza de trabajo se transforma en un remacha estampando la pieza bruta con un punzón. En aún otra realización, el método incluye mecanizar la pieza de trabajo antes del paso de formación del remache para retirar al menos una región de la pieza de trabajo que tiene una estructura de grano sin refinar. En otra realización, el método incluye repetir el segundo paso de formación. La presente invención también proporciona un remache que tiene una conformabilidad mejorada. El remache incluye una caña que tiene una cabeza en un extremo de la misma. La caña y la cabeza comprenden sustancialmente una estructura de grano que tiene un tamaño de grano menor de 5 micras. En una realización, la caña y la cabeza comprenden aluminio, una aleación de aluminio, titanio o una aleación de titanio. En otra realización, el extremo de la caña opuesto a la cabeza está adaptado para ser recalcado con el fin de formar una segunda cabeza. La presente invención también proporciona un conjunto estructural que incluye un primer miembro estructural y un segundo miembro estructural posicionado junto al primer miembro estructural para definir así entre ellos una interfaz. El conjunto estructural incluye al menos un remache que une al menos parcialmente los miembros estructurales primero y segundo a lo largo de la interfaz. El remache comprende sustancialmente una estructura de grano refinada que tiene un tamaño de grano menor de 5 micras. El primer miembro estructural y el segundo miembro estructural pueden comprender los mismos o diferentes materiales. En una realización, los miembros estructurales primero y segundo comprenden aluminio, una aleación... [Seguir leyendo]

1.- Un método de fabricación de remaches que comprende: proporcionar una pieza de trabajo; formar en la pieza de trabajo al menos una región que tiene una estructura de grano refinada con un tamaño de grano menor de aproximadamente 5 micras, en donde dicho primer paso de formación comprende insertar una sonda de soldadura de agitación por fricción giratoria dentro de la pieza de trabajo; y en un segundo paso subsiguiente a dicho primer paso de formación, formar un remache a partir de la al menos una región que tiene una estructura de grano refinada con un tamaño de grano menor de aproximadamente 5 micras. 2.- Un método según la reivindicación 1, que además comprende mover la sonda de soldadura de agitación por fricción giratoria a lo largo de una trayectoria predeterminada. 3.- Un método según la reivindicación 1, en el que dicho segundo paso de formación comprende: retirar un pieza bruta de la al menos una región de la pieza de trabajo que tiene una estructura de grano refinada; y transformar la pieza bruta en una remache. 4.- Un método según la reivindicación 3, en el que dicho paso de retirada comprende punzonar la pieza bruta en la al menos una región de la pieza de trabajo que tiene una estructura de grano refinada. 5.- Un método según la reivindicación 3, en el que dicho tercer paso de formación comprende extruir la pieza bruta a través de una matriz. 6.- Un método según la reivindicación 3, en el que dicho tercer paso de formación comprende estampar la pieza bruta con un punzón. 7.- Un método según la reivindicación 1, que además comprende mecanizar la pieza de trabajo antes de dicho segundo paso de formación para retirar al menos una región de la pieza de trabajo que tiene una estructura de grano sin refinar. 8.- Un método según la reivindicación 1, que además comprende repetir dicho segundo paso de formación. 9.- Un método según la reivindicación 3, que además comprende repetir dicho segundo paso de retirada y dicho segundo paso de formación. 10.- Un remache que comprende: un caña que tiene un cabeza en un extremo de la misma; y en el que dicha caña y dicha cabeza comprenden sustancialmente una estructura de grano que tiene un tamaño de grano menor de aproximadamente 5 micras. 11.- Un remache según la reivindicación 10, en el que dicha caña y dicha cabeza comprenden un material seleccionado del grupo que consta de aluminio, una aleación de aluminio, titanio y una aleación de titanio. 12.- Un remache según la reivindicación 10, en el que el extremo de dicha caña opuesto a dicha cabeza está destinado a ser recalcada para formar una segunda cabeza. 13.- Un conjunto estructural que comprende: un primer miembro estructural; un segundo miembro estructural posicionado adyacente a dicho primer miembro estructural para definir así entre ellos una interfaz; y al menos un remache que une, al menos parcialmente, dichos miembros estructurales primero y segundo a lo largo de dicha interfaz, y en el que dicho al menos un remache comprende sustancialmente una estructura de grano refinada que tiene un tamaño de grano menor de aproximadamente 5 micras, y en el que dicho al menos un remache se forma a partir de una pieza de trabajo que tiene al menos una región de la estructura de grano refinada. 14.- Un conjunto estructural según la reivindicación 13, en el que dicho primer miembro estructural y dicho segundo miembro estructural comprenden materiales diferentes. 15.- Un conjunto estructural según la reivindicación 13, en el que dichos miembros estructurales primero y segundo comprenden el mismo material. 16.- Un conjunto estructural según la reivindicación 13, en el que dicho al menos un remache comprende un material seleccionado del grupo que consta de aluminio, una aleación de aluminio, titanio y una aleación de titanio. 17.- Un conjunto estructural según la reivindicación 13, en el que al menos uno de dichos miembros estructurales primero y segundo comprende un material seleccionado del grupo que consta de aluminio, una aleación de aluminio, titanio y una aleación de titanio. 18.- Un conjunto estructural según la reivindicación 13 que además comprende una junta de soldadura alargada que une dichos miembros estructurales primero y segundo al menos parcialmente a lo largo de dicha interfaz. 8   19.- Un conjunto estructural según la reivindicación 18, en el que dicha junta de soldadura alargada consume, al menos parcialmente, al menos uno de dichos al menos un remache. 20.- Un conjunto estructural según la reivindicación 18, en el que dicha junta de soldadura alargada comprende una junta de soldadura seleccionada del grupo que consta de una junta de soldadura por arco, una junta de soldadura por resistencia, una junta de soldadura por gas y una junta de soldadura de agitación por fricción. 9     11   12   13   14     16   17   18