Experimental research of laser surface melting effects on annular discs of stainless steel 316L using radial and cartesian scans
Loading...
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
El láser es una de las herramientas más utilizadas en la manufactura actual, para procesos varios como corte, soldadura, manufactura aditiva, entre otros. Su utilización directa sobre metales permite un tratamiento de superficies localizado, sin afectar material cercano ni al cuerpo de la pieza. Según el resultado esperado, los tratamientos laser de superficie se clasifican en endurecimiento, texturizado, aleación, revestimiento y fundido. Este último permite modificar la microestructura, disolver precipitados, incrementar dureza y resistencia al desgaste, entre otras aplicaciones según material y los parámetros utilizados. En este trabajo, se propone estudiar empíricamente la técnica de Laser Surface Melting (LSM) sobre un acero inoxidable 316L, considerando el patrón de escaneo como factor influyente en los resultados del tratamiento laser. Los patrones de escaneo considerados corresponden a uno Cartesiano, típicamente utilizado en LSM, también conocido como zigzag, y un patrón Radial, propuesto previamente en investigaciones de Manufactura Aditiva, recorriendo la superficie en forma cilíndrica. La principal contribución del presente trabajo es introducir la variable del patrón de escaneo en los estudios de LSM, además generando una completa caracterización del tratamiento con láser sobre discos anulares de acero inoxidable 316L. Los resultados muestran que, en iguales condiciones, la variación del patrón de escaneo produce un cambio significativo en el estado de tensiones de la muestra y en su deformación luego del tratamiento. Los principales resultados del tratamiento fueron un aumento del tamaño de cristalito y disminución de la densidad de dislocaciones, un estado de compresión y leve endurecimiento en la capa
fundida, y la disminución de tenacidad. Este conocimiento puede ser utilizado para incentivar el uso de distintos patrones de escaneo en el área. Además, permite un acercamiento cualitativo en aplicaciones laser similares como en manufactura aditiva, refundido de capas y soldadura laser indirecta.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2022
Keywords
Estrategias de escaneo, Fusión de superficie con láser, Patrón radial, Discos anulares, Manufactura aditiva con láser