Eficiencia de energía y material Ambas tecnologías consumen energía y materiales a diferentes tasas. El revestido láser era antes un notorio consumidor de energía con una eficiencia de menos del 10%. Por ejemplo, un láser de 5 kW demandaría 50 kW para alimentarlo. Afortunadamente, el revestido láser ahora tiene una eficiencia del 30%, una mejora suficientemente radical para ser considerado como eficiente en energía. Debido al chorro de gas de energía intensiva que se necesita para calentar las partículas, el rociado del HVOF se considera menos eficiente que el revestido láser. Desde una perspectiva de materiales, el revestido láser es eficiente más del 90%, superando en desempeño la eficiencia del 40 al 60% de la proyección térmica. Esto se debe a la imprecisión del cono de rocío del HVOF, el cual no proyecta algunas de las partículas a una velocidad lo suficientemente rápida. Como resultado, muchas partículas rebotan en el substrato y fracasan para unirse. Aunque el revestido láser y el HVOF usan materiales en polvo a puntos de precio y disponibilidad similares, las medidas de las partículas difieren. Las partículas del revestido láser son menos finas y lo suficientemente pesadas como para que no se necesite un dispositivo de filtración. Las partículas de la proyección térmica son suficientemente ligeras como para quedar suspendidas en el aire, necesitando el recolector de polvo y filtros de aire. Otro componente del desperdicio del sobre rociado con HVOF es que algunas partículas tienen un peso tan ligero que vuelan y nunca llegan al substrato. Equipo de aplicación La pistola de proyección térmica puede moverse fácilmente — hacia arriba, a hacia abajo y en esquinas difíciles — mientras que la parte objetivo permanece estacionaria. Si la parte tiene un diseño más complicado, la pistola de HVOF puede maniobrarse con facilidad para cubrir todos los contornos. Además de la aplicación manual, el HVOF es versátil en que puede además usarse con un sistema automatizado. Debido a que la proyección térmica esencialmente cubre un área con un revestimiento continuo, la programación automatizada es relativamente sencilla en la mayoría de las aplicaciones. Por otra parte, el revestido láser es mucho más complejo. Cada riel de soldadura implica un enfoque de inicio y término repetitivo donde el láser inicia y se detiene. Como se mencionó anteriormente, cada aplicación láser es precisa comparativamente. Por ello, el esfuerzo de programación es mucho más sofisticado y requiere las dimensiones y ubicación precisas de la parte. Cruciales para reducir este tardado proceso son necesarias herramientas de programación fuera de línea. Acceso Ambas tecnologías son procesos de línea visual con diferentes requerimientos de distancia. Aunque la tobera para polvo del revestido láser necesita estar a menos de 25 mm (1 pulg.) del substrato para el HVOF, un rango típico de distancia es de 150 a 300 mm (6 a 12 pulg.) Al revestir el pequeño espacio dentro de un tubo, la proyección térmica puede recurrir al proceso de proyección con plasma ya que las pistolas especializadas internas de rociado pueden colocarse fácilmente en una parte de 100 mm. Sin embargo, ésta es otra área de convergencia ya que los cabezales láser continuamente se vuelven más pequeños y actualmente pueden caber en un orificio de 3 pulgadas. Ambas pistolas operan a temperaturas extremadamente altas, lo cual afecta los procesos de aplicación. El revestido láser crea temperaturas locales por encima del punto de fusión del material. Al revestir con láser, la tobera para polvo debe enfriarse debido a que un tercio de la luz láser es reflejada hacia la cabeza de procesamiento y no se absorbe por el proceso de fusión. Entre más cerca se ubique la tobera para polvo del substrato, mayor el riesgo de dañarla. La pistola para HVOF usa enfriamiento con aire y/o agua para disipar el calor de la combustión de los componentes internos de la pistola. Mantenimiento Con el uso típico, el láser mismo es suficientemente durable para operarse sin mantenimiento por varios meses. No hay partes movibles ni componentes ópticos sensibles. Debido al movimiento del robot, los cables de fibra óptica eventualmente necesitan reemplazarse pero eso a menudo se mide en años. Dependiendo del material que se use, las toberas para polvo pudieran necesitar reemplazarse después de 100-500 horas. Con el HVOF, las extremadamente altas temperaturas y velocidades causan que los componentes se desgasten rápidamente, midiendo la vida de la tobera en horas. Sin embargo, los reemplazos de toberas son sencillos y rápidos. Los materiales que se usan también determinan la frecuencia del cambio. Los materiales abrasivos como los carburos se aplican a mucha más alta velocidad, haciendo que las toberas y barriles de HVOF se desgasten más pronto que los materiales metálicos, con lo cual las toberas duran varios días. Conclusión Existen muchos factores para entrar en la ecuación de si usar HVOF o revestido láser. Algunas son opciones obvias, tales como si se necesita un revestimiento grueso o completamente denso o si la compatibilidad del material es un factor para preocuparse. A medida que estas tecnologías continúen evolucionando, su aplicabilidad se ampliará. Mientras tanto, es crucial que los usuarios trabajen con proveedores de equipo y material que conozcan bien ambas tecnologías para asegurar una aplicación de revestimiento exitosa con la solución de acabado de superficie más eficiente y rentable. ◆ ¿Quisiera anunciarse en el Welding Journal En Español? Contacte a Sandra Jorgensen, al (305) 443-9353, ext. 254 o por correo-e a sjorgenen@aws.org Rob Saltzstein, ext. 220, o por correo-e a salty@aws.org; Carlos Guzmán, ext. 348, o por correo-e a cguzman@aws.org WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 43
Welding Journal en Español | Enero 2013 | Invierno
To see the actual publication please follow the link above