Laser repair welding of molds with various pulse shapes

Soldadura láser de reparación de moldes con diversas formas de impulso

La soldadura de reparación de aceros de herramientas para trabajo en frío con métodos convencionales es muy difícil debido a la formación de grietas durante la refundición o el revestimiento y, por lo general, se realiza con precalentamiento. Como alternativa, recientemente se ha utilizado la soldadura de reparación con tecnología láser. En este trabajo se presenta la influencia de diferentes formas de pulso en la soldadura de este tipo de herramientas con el láser pulsado Nd:YAG. Se realizaron ensayos de soldadura de reparación en acero para herramientas AISI D2, templado y revenido hasta una dureza de 56 HRc, seguidos de un análisis microestructural y una investigación de los defectos con microscopía electrónica de barrido. Los resultados de las pruebas sugieren que es posible obtener soldaduras sanas sin precalentamiento, con la selección correcta de los parámetros de soldadura y la forma de pulso adecuada.

INTRODUCCIÓN

La soldadura de reparación de herramientas dañadas y desgastadas es una medida que puede aumentar la productividad y reducir en gran medida los costes de producción. Un ejemplo de este tipo de herramientas son también los moldes de inyección que con frecuencia requieren reparaciones, incluida la soldadura, debido a errores durante la fabricación, cambios en el diseño de la pieza de la herramienta y/o incidencia de fallos durante la vida útil.

La mayoría de los aceros para herramientas suelen considerarse no soldables, debido a su alto contenido en carbono y en elementos de aleación [1]. La soldadura de reparación de herramientas se realiza generalmente con soldadura por arco de gas tungsteno (GTAW). Dicha reparación de la herramienta se lleva a cabo con un tratamiento térmico de precalentamiento y postsoldadura, para evitar el agrietamiento por solidificación y las tensiones residuales inducidas por las transformaciones durante la soldadura [2, 3]. Lo más crítico es la zona afectada por el calor (ZAT), que puede ser muy dura y quebradiza y susceptible de agrietarse si las herramientas no reciben un tratamiento térmico adecuado. Sin embargo, muchas piezas se reparan con éxito en estado templado y revenido [4]. Cuando esto se puede hacer de forma segura, se evita la necesidad de recocido antes de la reparación, el temple y revenido después, y la posible corrección costosa de los cambios dimensionales causados por el tratamiento térmico.

Para este tipo de herramientas sensibles se ha utilizado recientemente la tecnología láser, cuyo efecto de calentamiento localizado reduce las distorsiones durante la soldadura y permite la reparación sin ningún tratamiento térmico. Las otras ventajas de la soldadura láser son también una zona de alta resistencia estrecha, socavaduras insignificantes, el posicionamiento preciso y el control del punto de incidencia y su movimiento.