En el ámbito de los tratamientos mecánicos destinados a la reducción de los estados tensionales de un material mediante solicitaciones mecánicas cíclicas, encontramos el método Vibration Stress Relief (más conocido como «método VSR» o «tratamiento de alivio de tensiones por vibración»).
Mediante vibraciones mecánicas inducidas por una masa excéntrica motorizada, se genera un régimen oscilatorio en el componente. Estas oscilaciones, al combinarse con el estado de tensión residual preexistente en el componente, provocan deformaciones que conducen a superar el límite de deformación plástica, estableciendo en el componente un nuevo estado de equilibrio libre de tensiones.
El alivio de tensiones por vibración es una alternativa de bajo coste a los tratamientos térmicos (por ejemplo: el recocido en horno)
El método Vibration Stress Relief (VSR) permite alcanzar resultados similares a los obtenidos mediante tratamientos térmicos, pero se diferencia de estos por algunas ventajas fundamentales:
- Evita el deterioro de las propiedades mecánicas y el crecimiento del tamaño de grano, consecuencias típicas de los tratamientos térmicos
- No requiere transportar el componente que debe someterse al alivio de tensiones: los equipos utilizados para realizar tratamientos de alivio de tensiones por vibración tienen unas dimensiones que permiten tratar los componentes directamente en sus instalaciones
- Tiempos de ejecución mínimos (es poco habitual superar las 2 horas de tratamiento por componente)
- Las superficies del componente no se contaminan con depósitos
- Las características metalúrgicas del material no se alteran
- Los efectos del tratamiento pueden concentrarse en zonas críticas del componente: el efecto marcadamente anisótropo es uno de los principales elementos diferenciadores del alivio de tensiones por vibración respecto a los tratamientos térmicos, que, por el contrario, presentan una acción más homogénea.
- Posibilidad de prescindir de instalaciones y equipos específicos (como los hornos de recocido)
Principio básico del tratamiento de alivio de tensiones por vibración
A nivel industrial, cuando se aplica una masa excéntrica a un componente, esta induce en él un régimen oscilatorio que depende de los siguientes factores:
- Características geométricas del componente
- Posicionamiento de la masa excéntrica
- Frecuencias de oscilación
- Energía cinética suministrada a la masa excéntrica
- Restricciones impuestas al componente
Saber realizar un tratamiento de alivio de tensiones por vibración significa saber cómo posicionar la masa excéntrica (fuente de excitación), cómo identificar las frecuencias de oscilación adecuadas y cómo configurar correctamente los parámetros de trabajo, de manera que se concentre la máxima energía suministrada por el motovibrador allí donde realmente se necesita.
¿Funciona el alivio de tensiones por vibración? ¡Sí!
Los resultados de un tratamiento de alivio de tensiones por vibración correctamente realizado son comparables a los que pueden obtenerse mediante tratamientos térmicos. Es posible llegar a una eliminación casi completa de las tensiones residuales, lo que supone una ventaja considerable en términos de prolongación de la vida útil a fatiga del componente: se ha observado con frecuencia que los componentes sometidos a un tratamiento de alivio de tensiones por vibración han demostrado tener una vida útil dos veces superior a la de componentes similares no tratados.