Revestimiento de alambre caliente láser

VISIÓN GENERAL
 
Si bien hay muchos procesos de soldadura que puede utilizar para revestimientos y revestimientos duros, no todos son ideales para la deposición de grandes cantidades de material donde se necesita un mínimo de calor y dilución. Los procesos de arco más comunes, como la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) o la soldadura por arco metálico con gas (GMAW), a menudo requieren múltiples capas para alcanzar la química adecuada y tienden a depositar capas más gruesas con más entrada de calor. Para abordar estos problemas del procesamiento de arco, se ha aceptado el revestimiento láser con polvo; sin embargo, tiene tasas de deposición más bajas y un alto "exceso de pulverización" (material que no se adhiere al revestimiento). Todos estos enfoques significan un aumento en el tiempo total que lleva completar el proceso de revestimiento. Al aumentar la tasa de depósito y al mismo tiempo minimizar la cantidad de material necesario para lograr la química correcta, se podrían ahorrar cientos o miles de libras de material de revestimiento y resultar en ahorros de costos significativos para una empresa. Un proceso que aborda estas condiciones es el revestimiento de alambre caliente con láser, que puede ser un proceso que valga la pena considerar si usted reviste grandes áreas anualmente y le gustaría aumentar su tasa de producción mientras minimiza sus costos de material. Este documento técnico se centrará en las ventajas del revestimiento de alambre caliente con láser sobre otros procesos de soldadura, describirá el potencial de ahorro de costos y explicará cómo saber si es el proceso adecuado para su aplicación.

 

¿Por qué revestimiento de alambre caliente con láser sobre la soldadura tradicional?

El revestimiento de alambre caliente con láser es un proceso de soldadura que combina un alambre precalentado con un rayo láser y ofrece muchos beneficios sobre los procesos tradicionales de soldadura de revestimientos / superficies duras. Es ideal para la resistencia a la corrosión y al desgaste, cuando tiene una pieza muy detallada o cuando se deben cumplir las especificaciones químicas exactas. También es ideal si tiene una situación en la que necesita una unión metalúrgica capaz de manejar la tensión que no dará como resultado la espalación del recubrimiento.
 
El revestimiento de alambre caliente por láser proporciona tasas de deposición de alto volumen con alta velocidad de desplazamiento y mínima entrada de calor. Sin embargo, a diferencia de los sistemas de cable caliente de CC o CA utilizados en GTAW, que pueden alcanzar fácilmente un estado en el que el cable de calor se romperá en un arco, la fuente de alimentación Power Wave® monitorea la condición del cable caliente y suprime cualquier arco sostenido maximizando la temperatura del alambre, que se derrite rápidamente en el charco. Debido a que este proceso no depende del “arco”, no se ve afectado por los mismos factores que impactan un arco, como la velocidad y la contaminación de la superficie. El resultado es que el proceso se puede operar a velocidades más altas, lo que da como resultado capas más delgadas, con menos aporte de calor y, por lo tanto, menos impacto dimensional o metalúrgico en una pieza.


Debido a estas características, el revestimiento de alambre caliente con láser tiene una tasa de dilución más baja en comparación con otros procesos de soldadura por arco. Donde otros procesos de arco de tasas de deposición similares (GMAW o GTAW) tienen tasas de dilución tan altas como 30 por ciento, el revestimiento de alambre caliente con láser es similar al polvo de láser que a menudo se encuentra en tan solo un 5 a 10 por ciento.
 
El revestimiento con láser en polvo también ofrece muchas ventajas sobre los métodos tradicionales de soldadura por arco. Con el revestimiento de polvo láser, toda la energía para calentar y fundir el polvo y el sustrato proviene del láser. Al utilizar un revestimiento de alambre caliente con láser con el mismo polvo láser, parte de la energía proviene del calentamiento por resistencia del alambre, lo que significa que puede derretir la misma cantidad de material más rápido.
 
Trabajar con pólvora tiene muchos inconvenientes. Por ejemplo, debido a que la mayoría de los procesos de revestimiento alimentan el polvo en el rayo láser, una cierta cantidad, típicamente alrededor del 10%, no entra en el charco y, por lo tanto, se desperdicia. Entonces, si está usando 100,000 lbs. de polvo al año a $ 20,00 / lb. y perder aproximadamente el 10%, eso es $ 200,000 de ingresos perdidos. CÓMO EL RECUBRIMIENTO DE ALAMBRE CALIENTE CON LÁSER PUEDE AHORRAR TIEMPO Y DINERO

 
En muchas aplicaciones, el revestimiento se realiza con una aleación de acero inoxidable o una aleación de níquel usando GTAW, pero este proceso a menudo requiere múltiples capas para lograr la química correcta y es un proceso de muy baja deposición. Debido a que el revestimiento de alambre caliente con láser puede depositar material de menor dilución a dos o tres veces la velocidad de GTAW, es posible que pueda revestir áreas más grandes utilizando menos material del que es posible con GTAW. Estudios simples muestran que esto podría disminuir el costo de revestimiento por área hasta en un cincuenta por ciento con respecto a GTAW.
 
Otra aplicación potencial del revestimiento de alambre caliente por láser es para la reparación / restauración de piezas de alto valor dañadas o desgastadas. Muchas piezas industriales se desgastan o se dañan en un área muy selecta durante el funcionamiento normal. A menudo, estas estructuras tienen tolerancias dimensionales estrictas y / o requisitos metalúrgicos muy específicos. Muchas veces, cuando estas áreas están dañadas, las piezas simplemente se reemplazan. Con las características de bajo calor / baja dilución / alta deposición del revestimiento de alambre caliente con láser, puede ser muy económico reparar estas piezas de alto valor a una fracción del costo de reemplazo. Además, al seleccionar el material adecuado para revestir, puede ser posible aumentar la vida útil de la pieza sobre la pieza sin revestir logrando un rendimiento mejorado. Esta puede ser una forma de disminuir los costos de operación de una pieza de maquinaria.
CONCLUSIÓN
 
El revestimiento de alambre caliente con láser es mejor para la deposición de alto volumen (libras / hora frente a oz / hora) y en piezas que requieren una reparación precisa con una entrada de calor mínima. Solo se utiliza una capa muy fina de material que produce una fuerte unión metalúrgica con el metal base, para fines de corrosión, desgaste y / o reparación. Si bien el costo de capital puede ser mayor para el proceso de revestimiento de alambre caliente por láser, los ahorros de costos pueden ocurrir a través de una mayor productividad, ahorros de material y / o reducción de costos del ciclo de vida en piezas de alto valor. Los modelos económicos indican que cierto rendimiento de las inversiones puede ser inferior a un año.