Modelo térmico láser con transformaciones intermedias en calentamiento

摘要

El presente artículo muestra el desarrollo de un modelo térmico aplicado a procesos de tratamiento superficial empleando un láser como fuente de energía. En el procesado láser en general y en los tratamientos superficiales en particular, es habitual la puesta apunto mediante técnicas de ensayo y error. Asi, el empleo de modelos para la predicción del campo térmico introduce una herramienta capaz de ahorrar o incluso eliminar el número de ensayos realizados para poner a punto un proceso de este tipo. En la bibliografía es posible hallar modelos específicos para el procesado láser de materiales como la soldadura, el corte o el temple por láser. Aunque todos ellos se fundamentan en la determinación del campo térmico, y comparten una base común que es su cálculo mediante la ecuación de transmisión de calor, en cada caso, las simplificaciones y parámetros considerados son diferentes. La gran mayoría de modelos numéricos desarrollados no incluyen efectos como las transformaciones de fase que pueden sufrir los materiales. Asi, el trabajo aquí presentado incluye transformaciones difusivas de estado sólido. También se ha incluido la variabilidad de las propiedades del material con la temperatura. Finalmente, el modelo ha sido validado mediante técnicas pirométricas y análisis metalúrgico de probetas obteniendo un ajuste satisfactorio.