Avaliação tecnológica de aplicações industriais para processos de revestimento por Laser Cladding

Abstract

Este trabalho realizado em ambiente empresarial tem dois objetivos principais. Em primeiro lugar a realização de uma avaliação tecnológica e de aplicações industriais para revestimentos por laser cladding, assim como a realização de uma análise à evolução da tecnologia laser e uma análise dos materiais mais utilizados, substratos e revestimentos, no processo de revestimento por laser cladding. Em segundo lugar este trabalho tem como objetivo comparar duas tecnologias de revestimento, uma mais tradicional, os revestimentos obtidos por soldadura MIG, e outra mais recente, a tecnologia de revestimentos por laser cladding. De forma a comparar as duas tecnologias é feita a caracterização do revestimento de uma superliga de Cobalto, a Stellite® 6, depositado com ambas as tecnologias, sobre um substrato de aço inoxidável austenítico AISI 316L. Nesta comparação os revestimentos são analisados a nível macroscópico (medição da diluição do revestimento no substrato, medição espessura do revestimento, cálculo da energia adicionada), a nível microscópico é analisada a microestrutura dos revestimentos assim como a sua composição química através de microscopia ótica, eletrónica e espetrometria, são ainda efetuados ensaios de desgaste por abrasão segundo a norma ASTM G65 e ensaios de microdureza.Por fim, é feita uma análise económica onde são comparados alguns custos diretos, como o custo do material depositado, os custos de maquinação e o custo da duração do processo de revestimento através das tecnologias de soldadura MIG e laser cladding.

This work has two main objectives, the first objective is to do an evaluation of the laser cladding coating technology and its industrial applications, as well as an analysis of the evolution of the laser technology and an analysis of the most common materials, coatings and substrates, used in laser cladding coatings. In second place this work focus on the comparison between a traditional coating technology, the MIG welding coatings, and the laser cladding coatings. In order to compare these two technologies, a coating of a Cobalt super alloy, Stellite® 6, deposited by both technologies in an austenitic stainless steel AISI 316L is studied. In this comparison the coatings are analysed macroscopically (measuring of the dilution of the coating in the substrate, measuring of coating thickness, calculation of added energy). Microscopically this characterization consists in the analysis of the chemical composition and microstructure of the coatings, this using optical and electronic microscopy. The abrasion resistance according to ASTM G65 standard test and the micro hardness of the coatings are also tested.Finally an economic analysis is made, where some of the direct costs of both coating technologies are compared in order to avaluate which one is as the lowest costs. In this analysis are considered the cost of the deposited material, the machining costs, in which is considered the machining time cost, as well as the cost of the tools,and the cost of the time of the coating process.