Niquel Alloy - Polvo Ni Base
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El proceso de soldadura por arco transferido de plasma (PTA, por sus siglas en inglés) implica la fusión de la superficie o el material de la pieza de trabajo, donde el área a soldar se alimenta continuamente con polvo metálico. El material de la superficie se suministra mediante un arco de alta densidad, iniciado entre el electrodo de tungsteno y la pieza de trabajo. Un arco piloto enciende y estabiliza el arco principal, cada uno con su propia fuente de energía. Un gas plasma (como argón, helio o mezclas de ambos) forma el plasma dentro del arco, el cual se encuentra entre el electrodo de tungsteno (-) y el bloque ánodo (+) en el arco transferido.
El polvo metálico se suministra a la antorcha con un gas portador a través de la boquilla externa. El polvo se funde completamente en la superficie de la pieza de trabajo tras ser calentado en el chorro de plasma.
El proceso PTA ofrece varias ventajas bien conocidas, como una mezcla mínima entre el material base y el de recubrimiento (5-10%), un ajuste preciso de la profundidad de penetración, alta densidad energética del arco de plasma, una zona afectada por el calor pequeña, una alta tasa de deposición (hasta 20 kg/h), un enlace metalúrgico verdadero entre el sustrato y el recubrimiento, y la flexibilidad en el uso de aleaciones.
El proceso es fácilmente automatizable debido a la adición continua del polvo, lo que lo hace ideal para procesos de producción en masa. Sus aplicaciones incluyen el recubrimiento de materiales como aceros de baja aleación, acero inoxidable, hierro fundido, bronce y superaleaciones a base de níquel, entre otros. Los polvos más comunes utilizados como agentes de recubrimiento son las aleaciones base níquel, base cobalto y base hierro.
P T A
El recubrimiento láser (laser cladding) consiste en el uso de un haz láser para calentar la pieza de trabajo mediante una boquilla de polvo. El polvo y la superficie del material base se funden con la radiación láser, lo que genera una unión metálica limpia, una pequeña zona afectada por el calor y una estructura de grano fino como resultado.
El recubrimiento resultante presenta una dureza significativamente mayor y una microestructura más fina, gracias a la rápida velocidad de enfriamiento del proceso láser en comparación con otros métodos de soldadura.
Laser
Cladding
La soldadura con polvo es un método de recubrimiento superficial en el que se emplea un soplete de oxiacetileno estándar. Este soplete introduce el polvo metálico en la corriente de gas mediante una tolva integrada, dispersándolo sobre la superficie base.
Las partículas metálicas se funden al contactar con la pieza y forman una capa que ofrece gran resistencia al desgaste y a la corrosión. De esta manera, el material base y el revestimiento se integran entre sí, como ocurre en los procesos de soldadura convencionales.
Esta técnica es especialmente adecuada para generar capas uniformes y firmemente adheridas sobre superficies planas de diversos materiales, como hierro fundido, acero inoxidable, aceros de diferentes aleaciones, aceros fundidos e incluso superficies con acabado en hojuelas.
Además, al operar a temperaturas más bajas, se minimizan la oxidación y las deformaciones de la pieza, lo que resulta en un endurecimiento superficial más controlado y con menor impacto sobre el material original.
Llama
Oxyacetileno
El proceso de pulverización por llama de alta velocidad (HVOF) se diferencia de los procesos convencionales de pulverización por llama debido a la alta velocidad del flujo de la llama, que puede alcanzar hasta 700 m/s, superando la velocidad del sonido. El sistema está compuesto por una pistola de pulverización, una unidad de control, un suministro de gas y un suministro de polvo. El polvo se introduce axialmente en la cámara de combustión, donde una llama de gas arde continuamente bajo alta presión.
La alta velocidad del chorro de gas se logra gracias a la alta presión de la mezcla de gases y a la boquilla de expansión ubicada a la salida de la cámara. De este modo, las partículas de polvo dentro de la boquilla de expansión se calientan y son aceleradas a velocidades muy altas. Debido a que el calor no es excesivo, el material pulverizado no sufre cambios metalúrgicos significativos. El método HVOF permite recubrimientos extremadamente delgados con baja porosidad y alta resistencia de adhesión.
Sin embargo, es necesario eliminar el óxido, la grasa y el aceite de la superficie de la pieza de trabajo, y esta debe ser rugosa para garantizar una buena adherencia entre la capa pulverizada y el sustrato. El proceso de pulverización debe realizarse inmediatamente después de la preparación de la superficie.
Los gases combustibles que pueden utilizarse en este proceso incluyen propano, propileno, etano, acetileno e hidrógeno. Las principales áreas de aplicación son la creación de capas resistentes al desgaste, corrosión, erosión, calor y abrasión en las industrias química, petroquímica, textil, papelera y automotriz, además de recubrimientos aislantes eléctricos (óxidos).
H V O F
La pulverización por llama con polvo consiste en un proceso de recubrimiento durante el cual el material pulverizado en forma de polvo se funde con la ayuda de una llama de gas oxicombustible y se pulveriza sobre la superficie de la pieza de trabajo mediante los gases de combustión. La temperatura de la llama alcanza aproximadamente los 3.100 ºC, y las partículas de polvo aceleran hasta 250 m/s dependiendo del tamaño de las partículas, la distancia de pulverización y los parámetros operativos de la pistola de pulverización. Hay más de 350 tipos diferentes de polvos para pulverización disponibles, clasificados como autolimpiantes y auto-adherentes. Generalmente, los polvos autolimpiantes requieren un tratamiento térmico posterior, donde el proceso de fusión se lleva a cabo mediante sopletes de oxyacetileno. El tratamiento térmico mejora considerablemente la adhesión del recubrimiento pulverizado al material base.
Un método alternativo es la pulverización por llama con polvo sin tratamiento térmico secundario, conocido como método de pulverización en frío, donde la temperatura de la pieza de trabajo no supera los 300 ºC. De esta forma, el componente no experimenta cambios en su microestructura.
Las áreas de aplicación incluyen las industrias química, del vidrio, del plástico y eléctrica, así como la construcción de máquinas, bombas y compresores. Ejemplos de aplicaciones son: casquillos de ejes, rodillos de mesas giratorias, asientos de cojinetes, ventiladores, rotores de tornillos extrusores, entre otros.
Flame Spray