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Endurecimiento por láser

Menos repasos y la posibilidad de procesar incluso las piezas tridimensionales irregulares son las principales ventajas del endurecimiento por láser. Gracias a la escasa introducción de calor, la deformación es muy baja y los gastos en retoques disminuyen o desaparecen por completo.

How laser hardening works

El endurecimiento por láser pertenece a los procedimientos de endurecimiento de capa marginal. Su uso se limita exclusivamente a los materiales de hierro que admiten el endurecimiento. En otras palabras se trata de los aceros y las fundiciones con unas proporciones de carbono superiores al 0,2%.

A fin de endurecer la pieza, el rayo láser calienta la capa marginal la mayoría de las veces hasta casi alcanzar la temperatura de fusión, aproximadamente, de 900 a 1.400 grados centígrados. Al alcanzar la temperatura nominal, el rayo láser se desplaza y empieza a calentar la superficie en dirección de avance y de forma continua. La elevada temperatura provoca que los átomos de carbono cambien de posición en el enrejado metálico (austenitización). Cuando el rayo láser prosigue con su movimiento, el material circundante enfría muy rápidamente la capa caliente. Este fenómeno suele designarse autotemplado. Debido al rápido enfriamiento, el enrejado metálico no puede recuperar su forma inicial y, en consecuencia, se forma martensita. La martensita es una estructura metálica muy dura. La transformación en martensita comporta un aumento de la dureza.

Turbocharger shaft is laser-hardened

El rayo láser endurece la capa marginal de la pieza. Las profundidades más comunes en el endurecimiento marginal van de 0,1 a 1, 5 mm, aunque en algunos materiales pueden llegar hasta los 2,5 mm o más. Cuanto más grande deba ser la profundidad del endurecimiento marginal, mayor deberá ser el volumen circundante para que el calor se disipe rápidamente y la zona de endurecimiento se enfríe con la suficiente rapidez. El endurecimiento necesita unas densidades de potencia relativamente bajas. Al mismo tiempo, la pieza debe procesarse de forma plana. Por este motivo, el rayo láser se forma de tal modo que pueda irradiar una superficie lo más grande posible. Las superficies radiadas rectangulares son muy usuales. Los sistemas ópticos de escáner también se utilizan en el endurecimiento. Estos sistemas desplazan un rayo láser con un foco circular muy rápidamente, de un lado a otro. En la pieza se forma una línea con una densidad de potencia casi uniforme. Esto permite producir trazas de endurecimiento con una anchura máxima de 60 mm.

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