¿Qué son las tensiones residuales?

Las tensiones residuales son tensiones en el material que se introducen durante la fase de procesamiento pero que perduran después de que el producto está terminado, en lugar de resolverse una vez que se elimina la fuente de la tensión. Uno podría pensar en las tensiones residuales como tensiones que quedan en los componentes fabricados. A veces, estas tensiones se introducen deliberadamente para mantener las partes en tensión con el fin de prolongar la vida útil y proporcionar otras características. En otros casos, las tensiones residuales se introducen por accidente y no son deseables.

El procesamiento de materiales como metales y plásticos a menudo implica calor, lo que puede contribuir al desarrollo de tensiones residuales. Soldar tensiones residuales, por ejemplo, es un problema con algunos componentes metálicos. Asimismo, se pueden crear tensiones con plásticos que se calientan y moldean por inyección. Otros procesos como el laminado pueden crear tensiones similares en los materiales que se utilizan para dar forma o trabajar de otra manera.

Cuando no se desea un esfuerzo residual y se controla cuidadosamente, puede convertirse en un problema. Los componentes pueden fallar como resultado de la tensión residual que no se controla; un perno podría romperse sin ninguna presión, por ejemplo. Algunas veces, se atribuyen tensiones residuales a incidentes como fallas de puentes cuando no se pueden determinar otras causas. Estas tensiones son difíciles de medir, especialmente después de que una falla de un componente ha dañado una parte, lo que dificulta el estudio y la distinción de la causa del agrietamiento y otros problemas.

En otros casos, las tensiones residuales son realmente deseadas. Un ejemplo clásico es el estrés asociado con el martilleo en un clavo. Cuando se clava un clavo en la madera, las tensiones residuales creadas a través del proceso son lo que retiene el clavo en lugar de permitir que salga. Del mismo modo, las cuchillas y otros componentes metálicos a menudo se fabrican con tensiones residuales para limitar el agrietamiento y la fatiga. En estos casos, se realizan calibraciones cuidadosas para determinar el nivel deseado de tensión y control durante la producción para que los componentes se produzcan con las características especificadas.

Se dispone de equipo que puede usarse para tomar medidas de tensión residual. Medir dicho estrés es complicado porque la mayoría de los equipos están diseñados para medir el estrés continuo, como la tensión creada por el uso de una herramienta. El estrés que está esencialmente bloqueado en un componente es más difícil de medir. Las compañías que fabrican equipos que pueden usarse para la medición de tensiones residuales también pueden ofrecer servicios de prueba de materiales que les permiten enviar componentes para pruebas en lugar de realizar sus propias pruebas.