Modelización y monitorización de procesos de refusión láser de recubrimientos depositados por plasma

• Main Authors: Amado, J. M., Álvarez, C., Nicolás, G., López, A. J., Pérez, J. A., Ramil, A., Saavedra, E., Sanesteban, J., Tobar, M. J., Yáñez, A.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Elsevier 2004-04-01
• Series: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
• Subjects: Laser remelting; Finite Element Modelling; Heat Transfer; On-line Monitoring; Refusión por láser; Modelo de elementos finitos; Transmisión de Calor; Monitorización en Tiempo Real
• Online Access: http://ceramicayvidrio.revistas.csic.es/index.php/ceramicayvidrio/article/view/562/583

This paper shows a theoretical and experimental study of the CO2 laser remelting of plasma sprayed coatings. The aim of the process is the decrease of the porosity to improve the layer properties. In a first approach simulation helps in finding the right process parameters, those parameters allow the melting of the sprayed layer and a minimal amount of substrate material to minimize dilution. The presented modelling includes several features allowing the description of phase transition in the remelting process, the main point is the use of different absorption coefficient in the two phases. Monitoring results gave additional information about the process and another way of doing process validation. The main result are is the prediction size and shape of the remelted layers and due to that the simulation code can be used in the parameter finding and plays an important role in the complete understanding of the process.<br><br>Este artículo describe un estudio teórico y experimental del proceso de refusión, por láser de CO2, de recubrimientos depositados por plasma. Se trata de lograr mediante el proceso de refusión una buena unión metalúrgica entre recubrimiento y sustrato, entre las diferentes partículas que componen el recubrimiento y de este modo evitar que el recubrimiento sea frágil y tenga una baja adherencia con el sustrato. En una primera aproximación la modelización sirvió de ayuda para lograr los parámetros adecuados que permitiesen fundir toda la capa proyectada junto con una mínima porción del sustrato para minimizar el grado de dilución. La modelización presentada incluye algunos aspectos que ayudan a describir el cambio de fase asociado a la refusión, estos son la utilización de las propiedades termofísicas adecuadas y la variación del coeficiente de absorción en el paso de la fase sólida a la fundida. Los resultados de la monitorización refuerzan el conocimiento del proceso y ayudan a la validación del modelo. Los resultados consisten en la predicción, con bastante precisión, de la forma y tamaño de las regiones fundidas para diferentes condiciones del proceso, lo que permite realizar el estudio paramétrico con la ayuda del computador, minimizando pruebas experimentales.