#2 Processos a LASER: Cladding

Na semana passada começamos uma série aqui no blog sobre processos que podemos realizar nos materiais a LASER. O último post foi sobre tratamentos térmicos e você pode rever ele aqui! Hoje iremos falar sobre outro processo, o Cladding.

Cladding é um processo de revestimento por fusão ou sinterização, onde o feixe do laser é utilizado para fundir ou sinterizar o material de liga no substrato. Um tipo bem comum é utilizar como matéria-prima o pó do metal de liga, que é depositado no substrato como uma camada fundida. Nesse caso uma pequena parte do substrato é fundida. O pó é utilizado porque ele é mais facilmente fundido do que se fosse utilizado, por exemplo, um arame. Isso ocorre por causa da alta energia livre da superfície dos pós.

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Esquema do processo Cladding. [2]

Dependendo das propriedades que se deseja obter escolhe-se a liga que vai ser utilizada, as mais comuns são resistência à corrosão, oxidação e desgaste. Então exemplos de ligas utilizadas são cobalto, ferro e níquel, também carbeto de tungstênio, de titânio e de alumínio e zircônia.

Conforme o tamanho da área que se deseja, da espessura da camada de revestimento e da complexidade da peça escolhe-se o tipo de laser. Para grandes áreas, grande espessura de camada e peças regulares geralmente é utilizado o laser de CO2. O LASER de fibra é mais utilizado para peças complexas e para revestimentos com menos de 1 mm de espessura. (Relembre os tipos de LASER no primeiro post)

A potência utilizada no processo é um fator muito importante, porque caso se utilize uma baixa potência o pó pode não fundir ou sinterizar bem e caso se utilize muita resulta em uma maior área fundida do substrato, gerando uma diluição indesejada do pó com o metal de base, além de gerar grandes tensões no material, que podem criar trincas.

Os principais desafios do Cladding são ter um processo com menor distorção na peça possível, utilizar menos matéria-prima, maior área recobrida possível e forte ligação do revestimento com o substrato.

Esse processo é utilizado muito na indústria automobilística e na aeronáutica, também utilizado como forma de reparo em turbinas desgastadas e como um processo de prototipagem rápida.

Para não perder o costume: segue um vídeo sobre LASER Cladding para a gente conseguir visualizar melhor o processo!

Semana que vem vamos falar sobre soldagem a laser, não perca!

Referências

[1] Ion, John. Laser processing of engineering materials: principles, procedure and industrial application. Butterworth-Heinemann, 2005.

[2] Dowden, John, ed. The Theory of Laser Materials Processing: Heat and Mass Transfer in Modern Technology. Vol. 119. Springer Science & Business Media, 2009.
[3] Salehi, D.; Brandt, M. “Melt pool temperature control using LabVIEW in Nd: YAG laser blown powder cladding process.” The international journal of advanced manufacturing technology 29.3-4 (2006): 273-278.
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