La soldadura remodela sutilmente el automóvil del mañana

Mickey Holmes, The Lincoln Electric Company

El Stock Car estandarizado de NASCAR tiene espacio para modificaciones

A raíz de la muerte de la leyenda de las carreras Dale Earnhardt Sr. en la última vuelta de las 500 Millas de Daytona de 2001, los oficiales de NASCAR se propusieron diseñar un auto de carreras más seguro.

También buscaron desarrollar un vehículo que ofreciera a los equipos de carreras un desarrollo, fabricación y mantenimiento más rentables. Para ello, elaboraron especificaciones técnicas precisas para todos los equipos de carreras. En esencia, NASCAR ha creado el mismo automóvil para todos los equipos de la competitiva Sprint Cup Series: el Car of Tomorrow (CoT), que dio sus primeras vueltas competitivas en marzo de 2007 en el Bristol Motor Speedway en Bristol, Tennessee, durante el Food City. 500 carrera.

El Car of Tomorrow de NASCAR es la culminación de siete años de planificación, desarrollo y diseño en el Centro de Investigación y Desarrollo de NASCAR en Concord, Carolina del Norte. Las antiguas reglas de la organización permitían a los equipos de carreras fabricar autos en una variedad de plantillas que diferían entre fabricantes específicos. Todos los autos del mañana, sin importar si son Ford, Dodge, Toyota o Chevy, ahora deben ajustarse al mismo conjunto de especificaciones de diseño y someterse a una inspección para garantizar el cumplimiento de un modelo estándar. El diseño CoT más grande y más cuadrado estandariza numerosos componentes en los equipos de carreras, desde secciones del cuadro hasta zonas de deformación, entre otros factores.

Si bien los equipos de carreras de la Sprint Cup Series ya no están construyendo autos completamente diferentes para diferentes pistas, han aprendido que todavía hay espacio para la personalización del chasis a través de ajustes de construcción con mentalidad competitiva que se adaptan al estilo de un conductor en particular o incluso a la longitud de la pista.

“El CoT reduce la brecha tecnológica competitiva entre los equipos, pero aún existe”, dice Shane Love, fabricante principal de Joe Gibbs Racing, un equipo de Toyota y ex hogar del dos veces campeón de la Copa Sprint Tony Stewart. “Los fabricantes de equipos de carreras están agregando personalización al Auto del Mañana para impulsar la ventaja competitiva de un equipo. Todo se reduce al chasis. Los autos tienen marcos estándar y características de seguridad, pero definitivamente hay una pequeña cantidad de espacio para ajustes. La soldadura juega un papel muy importante en eso ".

Plantilla estándar

La seguridad sigue siendo la razón número uno por la que la organización buscó construir un vehículo de carreras de la Copa Sprint más estandarizado, pero NASCAR también se dio cuenta rápidamente de que un automóvil de este tipo podría mejorar la competencia y permitir que los equipos sean más rentables, con espacio para personalizar los automóviles según lo requerido. estilo de varios pilotos y pistas, señala Don Krueger, fabricante principal en el Centro de Investigación y Desarrollo de NASCAR.

“La percepción pública de que estas cosas están tan encerradas con una mentalidad de producción de línea de montaje se exagera”, dice Krueger. “Estos coches todavía se fabrican uno a la vez. Sí, las especificaciones del Coche del Mañana lo han convertido en un poco más "línea de montaje", pero cada coche es único y los equipos están haciendo cambios menores dentro de los parámetros. Ciertamente no se puede arrancar el chasis en una línea de montaje ".

Según las especificaciones detalladas del Auto del Mañana, todos los autos stock de la Serie Sprint Cup deben cumplir con las mismas especificaciones dimensionales para la distancia entre ejes (110 pulgadas), ancho de la carrocería (74.0 pulgadas), longitud de la carrocería (198.5 pulgadas) y altura (53.5 pulgadas). El asiento del conductor está 4 pulgadas más cerca del centro del automóvil. La jaula antivuelco está 3 pulgadas más cerca de la parte trasera. La altura del techo es 2,5 pulgadas más de lo que Love llama los "coches de ayer", mientras que el invernadero es 4 pulgadas más ancho. El lado del conductor en todos los vehículos CoT ahora cuenta con rieles de doble marco. El eje de transmisión ahora está encerrado en un tubo de acero para evitar que perfore la bandeja del piso y empale al conductor en un choque.

NASCAR prueba el conjunto de chasis / jaula antivuelco para cada equipo, registrando la ubicación de cada junta, componente y medición. Todas las juntas y acoplamientos de la jaula antivuelco y otros componentes deben estar dentro de las tolerancias descritas en los planes de construcción de CoT desarrollados en el Centro de Investigación y Desarrollo de NASCAR. Si bien el CoT está altamente estandarizado a través de especificaciones y pruebas de certificación, los fabricantes de los distintos equipos de carreras no están tan encerrados como podría pensarse, dice Krueger.

“Controlamos las piezas grandes, pero hay mucha flexibilidad en términos de geometría de suspensión y cómo se unen los componentes al chasis. Hay espacio para la identidad del fabricante. Los puntos de recogida en el chasis están regulados solo por requisitos de asimetría ”, dice Krueger.

Love y sus contrapartes en otros equipos de carreras admiten que no hay mucho "margen de maniobra", pero también reconocen que las especificaciones del Car of Tomorrow permiten modificaciones estratégicas.

"Fue un desafío al principio", dice Love. “Pero dejamos de oponernos al concepto y comenzamos a pensar creativamente dentro de la caja. Decidimos que necesitábamos encontrar formas de aprovechar al máximo los requisitos de diseño del Coche del Mañana ”.

Soldadura dentro de la caja

La soldadura es una de las grandes divisiones cuando se trata de personalizar el Sprint Cup Series Car of Tomorrow entre los equipos de carreras y los fabricantes de automóviles.

“Cada automóvil adquiere una personalidad a través de las ligeras variaciones del grosor de la tubería, la aleación, el método de soldadura e incluso el soldador que trabajó en él. Un tipo suelda de manera diferente al siguiente ”, señala Krueger.

El chasis de un coche de serie requiere miles de soldaduras. Algunos chasis están completamente soldados con MIG, mientras que otros cuentan con una combinación de soldaduras MIG y TIG. Algunos equipos incluso juegan con el concepto de usar solo el proceso de soldadura TIG para su chasis, dice Kreuger.

La soldadura TIG, aunque requiere mucho tiempo, también produce una soldadura más limpia y utiliza materiales más livianos que su contraparte MIG. Estos factores han provocado que los fabricantes de NASCAR se interesen cada vez más en la soldadura TIG, incluso si el proceso de soldadura lleva más tiempo.

“El peso siempre ha sido un problema, incluso antes del Auto del Mañana”, dice Krueger, y agrega que el peso total de los autos en la pista hoy es obligatorio por las pautas de CoT. “Los equipos siempre intentan ahorrar peso en la parte superior del coche. En cualquier lugar donde pueda quitar incluso una onza del chasis, lo hace. Si una soldadura TIG ahorra una onza o dos de peso, podría valer la pena las horas extra ”.

En Joe Gibbs Racing, un taller exclusivo de Lincoln Electric, Love y su equipo intentan incorporar la mayor cantidad posible de soldadura TIG en la construcción del chasis. “Queremos la soldadura más consistente y de mejor penetración que podamos hacer”, dice. “Obviamente, hay un problema de tiempo en los deportes de motor, pero también queremos que todo sea perfecto. TIG es mi preferencia, pero también creo que la forma más alta de deportes de motor debería funcionar con la forma más alta de soldadura ".

El equipo de Love utiliza la soldadora Precision TIG® 375 de Lincoln, que ofrece el rango de soldadura más amplio de su clase (de 2 a 420 amperios para CA y CC) y control de entrada de calor por impulsor TIG para cualquier soldadura. Love usa Precision TIG® para cualquier metal especial (titanio, aluminio, cromo, molibdeno e inoxidable) para trabajos tales como tubos de escape y suspensión delantera, así como otras partes externas, por nombrar solo algunos.

El taller de Gibbs también adquirió recientemente la nueva Invertec® V310-T, una soldadora TIG AC / DC portátil tecnológicamente avanzada diseñada expresamente para aplicaciones tales como deportes de motor serios. El Invertec® V310-T cuenta con una pantalla LCD con Dynamic Display ™, que hace visibles todos los parámetros relevantes de un vistazo. El V310-T permite a los usuarios personalizar el arco a través de su frecuencia de CA ajustable y formas de onda seleccionables. Y, con sus modos suave, nítido y varilla de CA, proporciona un rendimiento de soldadura excepcional en todos los electrodos.

“Todavía estamos experimentando para encontrar las mejores áreas donde usarlo. En este momento, lo he estado usando para muchas de nuestras partes ", dice Love. “Hasta ahora, el aspecto de aluminio ha sido excelente. Tiene una nueva tecnología que hace que el aluminio sea emocionante de soldar. El tamaño de la máquina es excelente y se puede usar en cualquier lugar de nuestros camiones o alrededor del automóvil ".

Si bien la soldadura TIG juega un papel importante en la construcción de cualquier automóvil de Joe Gibbs Racing, eso no quiere decir que la soldadura MIG no tenga su lugar en el taller de fabricación del equipo. El equipo utiliza soldadura MIG, una serie de soldadores MIG de Lincoln, incluidos Power MIG 215 y Power MIG 255, para la fabricación de tubos de soporte y cuerpo.

“El Power MIG es nuestro caballo de batalla”, dice Love.

Debido a que el Auto del Mañana es todavía un concepto relativamente nuevo que requiere refinamiento y ajustes regulares, las pruebas constantes de los vehículos son imprescindibles para que estén listos para el día de la carrera. Los pilotos de Joe Gibbs Racing, incluidos Joey Logano, Kyle Busch, Denny Hamlin y Marc Davis, prueban regularmente el coche en pista, a veces semanalmente. Esto permite al equipo mejorar los problemas de rendimiento y también adaptar los automóviles a las preferencias individuales de los conductores, dentro de los parámetros de las especificaciones aprobadas del Car of Tomorrow.

"Hay algunos lugares en el automóvil que podrían ser más livianos", dice Love. “Cuanto más liviano construyas el auto, más podrás ajustar tus condiciones de carrera. Hay espacio para modificarlo "legalmente" para pistas de carreras más pequeñas o súper rápidas; todavía estamos aprendiendo cuáles son esas formas a través de prueba y error. Cuanto más tiempo recorramos con este coche (el coche del mañana) en diferentes pistas, más formas de hacer esos cambios encontraremos. No puedes apresurarte. Tenemos que tomarnos nuestro tiempo en las decisiones. Todo se reduce a ganar una carrera al final ".

La certificación rigurosa del chasis nivela el campo de juego

Si bien cada equipo de carreras pone su propio sello en el modelo de diseño del Coche del Mañana (CoT) de NASCAR, el chasis de cada automóvil debe someterse a un proceso de certificación intensivo antes de poder participar en la competencia. Además, cualquier chasis que haya estado involucrado en un choque también debe someterse a una recertificación antes de que pueda usarse nuevamente en una pista.

Los equipos de carreras llevan su chasis a las instalaciones de investigación y desarrollo de vanguardia de NASCAR en Concord, Carolina del Norte. Los técnicos utilizan un sistema compuesto por dos sofisticadas máquinas de medición de coordenadas portátiles para inspeccionar más de 220 ubicaciones en el chasis antes de calificar para la certificación. .

El sistema, desarrollado por Romer Inc., crea una representación de datos tridimensional de cada chasis para comparar sus características con las reglas de diseño CoT de NASCAR. La máquina consta de un brazo giratorio de siete ejes, una plataforma de acero con perforaciones colocadas en un patrón único que está certificado por láser y un software operativo especial.

Los chasis sometidos a inspección se enrollan sobre la plataforma y se bloquean en su lugar. El brazo de medición articulado, una vez activado, utiliza una sonda de bola que coincide con los orificios de perforación para identificar la ubicación específica en la cuadrícula del sistema y determinar con precisión las coordenadas X, Y y Z para cualquier ubicación en el chasis a certificar.

Los técnicos de NASCAR certifican que el chasis cumple con las tolerancias de altura y ancho utilizando el brazo Romer. También usan una sonda de ultrasonido para verificar el espesor de la chapa.

Una vez que un chasis obtiene la certificación en el Centro de I + D de NASCAR, se le equipa con 10 microchips de identificación por radiofrecuencia (RFID) colocados en varias ubicaciones a lo largo del chasis. Cada uno de estos chips coincide con un número de serie único que se coloca en la barra antivuelco interior del chasis.

Luego, los inspectores de NASCAR en la pista pueden verificar los chips RFID para determinar el estado y el historial de certificación actual del chasis, lo que garantiza que solo los chasis certificados compitan en las carreras.

"Después de la carrera, también traemos al ganador y al menos otro automóvil y también lo volvemos a inspeccionar en el sitio", señala Don Krueger, fabricante líder en el Centro de Investigación y Desarrollo de NASCAR. "Seguimos de cerca cada chasis y su estado".

La inspección inicial completa toma menos de dos horas y es proporcionada por NASCAR sin costo para los equipos de carreras. Más de 2000 chasis han sido certificados o recertificados desde el final de la temporada de carreras de 2006, con una tasa de éxito del 90 por ciento.