Modelado y procesado láser de titanio para aplicaciones en ingeniería de superficies y desarrollo de aleaciones

Abstract

[Resumen] Este trabajo pretende abordar el procesado láser de aleaciones de Ti. Por un lado, se ha estudiado la generación de recubrimientos mediante la técnica de láser cladding. El material de aporte utilizado generalmente en esta técnica es polvo con morfología esférica. En este trabajo se ha investigado la factibilidad de emplear polvo irregular más económico y se han comparado los resultados de los depósitos obtenidos para ambos tipos de polvo. Por otro lado se ha examinado la capacidad del sistema láser para producir aleaciones binarias de TiNb, bien como complemento de procesos pulvimetalúrgicos, empleando la técnica de refusión mediante láser o bien en técnicas de deposición láser a partir de la proyección y mezcla in-situ de polvos de Ti y Nb puros. Además se ha estudiado la posibilidad de efectuar oxidación de Ti mediante un láser continuo y se han buscado las estrategias y parámetros óptimos para obtener capas de óxido controladas. Finalmente, se han desarrollado modelos numéricos de los procesos anteriores y se han contrastado con los resultados experimentales.

[Resumo] Este traballo pretende abordar o procesado láser de aliaxes de Ti. Por una banda, estudouse a xeración de recubrimentos mediante a técnica de láser cladding. O material de aporte utilizado xeralmente nesta técnica é po con morfoloxía esférica. Neste traballo investigouse a factibilidade de empregar po irregular máis económico e comparáronse os resultados dos depósitos obtidos para ambos tipos de po. Doutra banda examinouse a capacidade do sistema láser para producir aliaxes binarias de TiNb, ben como complemento de procesos pulvimetalúrxicos, empregando a técnica de refusión mediante láser ou ben en técnicas de deposición láser a partir da proxección e mestura in-situ de pos de Ti e Nb puros. Ademais estudouse a posibilidade de efectuar oxidación de Ti mediante un láser continuo e buscáronse as estratexias e parámetros óptimos para obter capas de óxido controladas. Finalmente, desenvolvéronse modelos numéricos dos procesos anteriores e contrastáronse cos resultados experimentais

[Abstract] This work aims to address the laser processing of Ti alloys. On the one hand, the generation of coatings using the laser cladding technique has been studied. The feedstock material generally used in this technique is powder with spherical morphology. This work have investigated the feasibility of using a more economical irregular powder and the results of the coatings obtained for both types of powder have been compared. On the other hand the capacity of the laser system to produce binary TiNb alloys, either as a complement to powder metallurgical processes, using the laser refusion technique, or by means of laser deposition techniques, with projection and in-situ mixing of pure Ti and Nb powders has been analyzed. In addition, the possibility of oxidation of Ti by means of a continuous wave laser has been studied and the optimal strategies and parameters to obtain controlled oxide layers have been sought. Finally, numerical models of the above processes have been developed and contrasted with the experimental results.