Diseño y construcción de dispositivo para control de temperatura de operación en probetas de material INCONEL 718 sometido a ensayos en fatiga mecánica ultrasónica

Abstract

In the present work the design and construction of a device that allows to control the operating temperature necessary to perform mechanical fatigue tests at operating temperatures of inconel 718 aerospace material was carried out. The need to carry out the ultrasonic mechanical fatigue tests of the inconel in a means of real application, is to generate a high temperature environment that is around 700 ºC. The device consists of a modified transformer that provides the necessary power for a diesel preheating plug, which was adapted to a piece of stainless steel material, previously machined to cover the surface of the narrowest part of the material specimen inconel 718, to be able to induce the 700 ºC around the material and carry out the tests in ultrasonic mechanical fatigue. For the control, we used a K-type thermocouple and a microcontroller as instrumentation and temperature measurement equipment, which was validated using instrumentation equipment for temperature, thermographic equipment, and laser meter. At present, in the market there are different measuring and temperature control devices, most of them are imported with high costs to the country and in many cases they do not cover the need that is required. That is why it is necessary that today we as engineers in Mexico undertake the development of our own technologies, developing employment and reducing costs.

En el presente trabajo se realizó el diseño y construcción de un dispositivo que permite controlar la temperatura de operación necesaria para realizar ensayos de fatiga mecánica a temperaturas de operación del material de uso aeroespacial inconel 718. La necesidad de realizar los ensayos en fatiga mecánica ultrasónica del inconel en un medio de aplicación real, es generar un ambiente de alta temperatura que ronda los 700 °C. El dispositivo consta de un transformador modificado que nos proporciona la alimentación necesaria para una bujía de precalentamiento de diésel, la cual se adaptó a una pieza de material de acero inoxidable, previamente maquinada para cubrir la superficie de la parte más estrecha de la probeta de material inconel 718, para poder inducir los 700 °C alrededor del material y llevar a cabo los ensayos en fatiga mecánica ultrasónica. Para el control utilizamos un termopar tipo K y un microcontrolador como equipo de instrumentación y censado de temperatura, el cual se validó utilizando equipo de instrumentación para temperatura, equipo termográfico, y medidor de láser. En la actualidad, en el mercado existen distintos dispositivos de medición y control de temperatura, en su mayoría se importa con altos costos al país y en muchas ocasiones no cubren la necesidad que se requiere. Por eso es necesario que en la actualidad como ingenieros en México emprendamos el desarrollo de nuestras propias tecnologías, desarrollando empleo y disminuyendo costos.