Laser grooving of surface cracks on hot work tool steel

Ranurado por láser de grietas superficiales en acero para herramientas de trabajo en caliente

El artículo presenta el análisis del ranurado por láser de acero para herramientas 1.2343 templado a 46 HRC. El efecto de la potencia del láser y la velocidad de ranurado en la forma de la ranura (es decir, profundidad y anchura), la tasa de eliminación de material y la pureza de la ranura producida como medida de la calidad de la ranura se investigó y analizó utilizando la metodología de superficie de respuesta. Se hallaron los parámetros óptimos de ranurado por láser, que permiten obtener ranuras puras adecuadas para la soldadura por láser.

INTRODUCCIÓN

La soldadura de reparación (RW) con revestimiento de alambre es un procedimiento común para prolongar la vida en servicio de piezas de herramientas sometidas a grandes cargas para las industrias de troqueles y moldes [1-5]. Las principales ventajas de la soldadura de reparación son el corto tiempo de inactividad y la rentabilidad en comparación con la producción de una nueva pieza de herramienta. La soldadura de reparación en general reduce el coste de la herramienta en la pieza final y permite un mayor valor añadido a la industria de fundición a presión y moldeo por inyección.

La vida en servicio de las matrices de fundición a presión y las herramientas de moldeo por inyección está correlacionada con las cargas termomecánicas durante la producción. La producción de 300000 piezas de fundición es una serie común para la industria de fundición a presión y 1000000 piezas de moldeo para la industria de moldeo por inyección. La vida útil de las herramientas en servicio se ve afectada por (a) la fatiga térmica, que provoca marcas de calor en la superficie de la matriz, (b) la corrosión y la soldadura del aluminio a la superficie de la matriz, (c) la erosión debida al flujo de fusión y (d) los fallos catastróficos [6-9]. En general, los aceros para herramientas se consideran materiales no soldables o difíciles de soldar debido a su elevada composición en carbono y elementos de aleación. La soldadura de reparación de matrices y herramientas de molde, que están hechas de aceros para herramientas, se realiza mediante soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) o una nueva tecnología llamada revestimiento láser por hilo (LCW), que es una nueva tecnología alternativa para la reparación de pequeños fallos.

Para obtener un RW por láser de calidad, es necesario disponer de una superficie de soldadura limpia y de un hilo de soldadura adecuado. En muchos casos, cuando se realiza RW en superficies de matrices y moldes, es necesario eliminar y/o limpiar la superficie agrietada. Las grietas suelen estar llenas de aceite o grasa y/o los materiales de fundición y óxidos [6-8]. Para preparar la superficie para LCW se puede utilizar el ranurado por láser (LG) o el mecanizado por rayo láser (LBM).