Contextualización de la técniaca de aspersión por arco

INVESTIGACIONES CON POSIBILIDAD DE APLICACIÓN EN LA INGENIERÍA MILITAR - Artículo de revisión
Contextualización de la técnica de
aspersión por arco eléctrico
/ Context of the art of electric arc spray
Heller G. Sánchez A1, Héctor F. Rojas Molano2, Oscar E. Luna Ortiz3
1
PhD. en Ingeniería Mecánica. Docente de la Facultad de Ingenierías, Universidad Libre de Bogotá
Bogotá – Colombia. [email protected]
2
PhD(c). en Ingeniería. Docente de la Faculta de Ingenierías, Universidad Libre de Bogotá.
Bogotá – Colombia. [email protected]
3
Estudiante de Ingeniería Mecánica. Universidad Libre de Bogotá.
Bogotá – Colombia. [email protected]
Fecha de aceptación: 23/09/2014
Resumen
Abstract
El objetivo de este documento es revisar la retrospectiva de la técnica de aspersión por arco
eléctrico. Este es el primer paso de un proyecto
orientado a la optimización de ésta técnica. Por
una parte se enfoca en identificar las características, principios, parámetros y factores influyentes en su proceso; y por otra, en clasificar
y analizar las conclusiones de un grupo de trabajos realizados que permiten visualizar la ruta
seguida hasta el momento por investigadores
en el área, y plantear las posibilidades futuras
de esta técnica de aspersión; Dado que la cantidad de variables que influyen en el proceso es
importante, que este proyecto plantea, en un
trabajo continuado el empleo de algoritmos de
optimización para mejorar la aplicación de la
técnica.
The purpose of this paper is to review the
retrospective of the technical of electric arc
spray. It is the first step of a project that is focus on the optimization of this technique. On
the one hand, this paper focuses on identifying the characteristics, principles, parameters
and influence factors in the process; and the
other, to classify and analyze the characteristics and results of a set of papers performed
which enables view the path followed thus far
by researchers in this area, and propose future
possibilities of this technique. Giving that, the
quantity of variables that affect the process is
important, this work proposes, in a continued
job, to use optimization algorithms to improve
the application of this technique.
Palabras clave
Técnica de aspersión por arco eléctrico, características y principios, posibilidades futuras, algoritmos de optimización.
Keywords
Technique of electric arc spraying, features and
principles, future possibilities, optimization algorithms.
Para citar este artículo / To cite this article
H. Sánchez, H. Rojas, O. Luna. Contextualización de la técnica de aspersión por arco eléctrico.
Revista Ingenieros Militares, No.9, pp. 85-98. 2014.
85
ESING
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
CONTEXTUALIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE ASPERSIÓN POR ARCO ELÉCTRICO
Fecha de recepción: 28/08/2014
Página
Introducción
Página
86
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
número 9, Año 2014, ISSN 2145-3144 / BOGOTÁ-COLOMBIA / páginas 85-98
ESING
No es misterio que las organizaciones dedicadas a la investigación, al desarrollo de materiales, y en especial, las dedicadas a la industria
metal-mecánica, busquen mejorar las propiedades físicas y/o mecánicas de sus bienes con
materiales que pueden cumplir las exigencias
en funcionamiento [1]. Para ello, se basan en
operaciones que potencien la mejor calidad y
presentación de sus productos, como los Tratamientos Térmicos y los procesos de Recubrimiento y Deposición. Las técnicas para recubrir
y depositar material en el sustrato buscan:
protegerlo contra agentes y condiciones de entorno desfavorables; mejorar las características
del producto en su aspecto, mejorar la calidad
de producto en alguna propiedad y preparar la
superficie para un próximo proceso, por ejemplo, la restauración de una pieza gastada. La
familia de los recubrimientos térmicos utiliza la
energía térmica de diversas maneras para aplicar recubrimientos [2] que proporcionen resistencia contra la corrosión, la erosión, el desgaste y la oxidación a altas temperaturas [3]; y es
en este punto donde la aspersión térmica puede tener un papel importante.
Principio de la aspersión térmica
Los recubrimientos aspersados térmicamente
(véase Figura1) son capas superficiales de ma-
teriales fundidos y/o semi-fundidos aplicados
sobre una superficie previamente preparada
(llamada sustrato), donde se solidifican y adhieren a la superficie [4]. Estos mecanismos de
adhesión pueden darse por los anclajes mecánicos y los anclajes químico-metalúrgicos [5].
La selección apropiada del método de deposición térmica depende de los requerimientos de
capa, del material a aspersar y de las características del sustrato, teniendo en cuenta que se
pueden aspersar materiales puros, aleaciones,
compuestos metálicos, plásticos o algún otro
material de ingeniera en presentaciones de barra (varilla), alambre o polvo.
La técnica de aspersión por arco eléctrico hace
parte de una familia de técnicas de aspersión térmica, que a diferencia del resto, utiliza material con ciertos requerimientos, pues
no solamente es material ingenieril, sino que
viene con buenas propiedades conductivas en
forma de alambre como materia prima de recubrimiento. Como se aprecia en la Figura 2,
el objeto es contar con “dos alambres que se
comportan como electrodos consumibles, que
son extraídos para formar, entre el espacio de
las puntas del alambre, un arco eléctrico que
permite fundir el material en gotas liquidas,
debido al calor generado del arco. Esta gota es
aspersada por el gas de atomización, creando
finas partículas impulsadas hacia el sustrato,
allí la partícula impacta, se deforma y se solidifica para formar una capa (recubrimiento)” [6].
Figura 1. Esquema de un proceso general de aspersión térmica. Imagen adaptada de [4]
de cada alambre [13] y la preocupación que,
después de la atomización, las partículas fundidas de los dos alambres entren en contacto y
puedan disolverse entre sí [14]
Materiales, como los aceros al carbono, no son
resistentes a la corrosión, y varios métodos
se utilizan en la ingeniería de superficie para
protegerlos de ambientes agresivos, como los
ambientes marinos. Los estudios de caracterización y resistencia no pueden sugerir únicamente otro material/composición durante
su proyección, sino tratamientos superficiales
posteriores que resultan mucho más adecuados para ambientes agresivos [15]. Estos materiales vienen disponibles en carretes y los
comúnmente rociados con el proceso de arco
eléctrico son metales (cobre, aluminio y zinc) y
aleaciones de metales (aceros, etc.) en consecuencia, sensibles a la oxidación [7].
Equipo de aspersión
Figura 2. Esquema de un proceso de aspersión térmica por arco
eléctrico. Imagen adaptada de [9].
Materiales de aspersión
Muchas veces el requerimiento de aspersión
no se cumple utilizando un único material con
los parámetros de proceso optimizados, esto a
causa de algunos materiales que alteran drásticamente sus características durante el proceso de pulverización. Materiales, como el acero
inoxidable 321, que al fundirse y solidificarse
en recubrimientos sufren simultáneamente
una grave oxidación y una generación de capas
frágiles de óxido en el revestimiento [10], hacen que la mezcla de alambres en distintos materiales (nano-compuesto, aleación, intermetálico, cermet, etc.) sea una buena alternativa en
esta técnica [1], [11], [12] .Por tanto, utilizando
materiales diferentes como ánodo y cátodo en
una pistola de pulverización de arco, surgen
cuestionamientos al atributo de las partículas
Aunque estos materiales deben cumplir con la
calidad y la ficha técnica propia del fabricante,
los equipos utilizados evidentemente deben
ser los apropiados, puesto que controlan la
forma y la tasa de alimentación de alambre, el
voltaje DC, la cantidad de corriente aplicada a
las puntas de los alambres, la calidad del gas de
atomización primario y secundario, y, la alineación de las puntas del alambre.
Variables de proceso independientes (IPV) que
manipula el operario a través del equipo han
sido seleccionados mediante estudios para
comprender su efecto sobre otras variables investigadas como la corriente de arco, la velocidad de pulverización media, temperatura de
pulverización media, diámetros de partículas
aspersadas [16]-[17]; o sobre características
del revestimiento tales como microestructura,
dureza, desgaste abrasivo [18], entre otros. En
algunos equipos de aspersión por arco, el voltaje eléctrico y la corriente son ajustados de
manera independiente, porque el valor de la
corriente conecta con la tasa de alimentación
de alambre. Así, cuando el valor de la corriente
incrementa, la tasa de alimentación de alambre incrementa de manera simultánea. En el
equipo de aspersión, el gas principal permite
Página
87
ESING
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
CONTEXTUALIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE ASPERSIÓN POR ARCO ELÉCTRICO
Este fenómeno de aspersión ocurre en un dispositivo de pulverización de alambre por arco
que consiste en dos cables que conectados a
un generador DC, son guiados por una pistola
de aspersión hacia un flujo de gas comprimido
suministrado por una boquilla. Sin embargo,
algunos estudios sugieren varias mejoras relacionadas principalmente con la naturaleza del
gas de atomización, el diseño de la boquilla y el
perfil del chorro de partículas [7]. Considerando que los parámetros del proceso de pulverización se pueden optimizar para una aplicación
específica [8], esta técnica puede depositar
eficazmente recubrimientos que poseen mayor
dureza, resistencia al desgaste, y resistencia a
la corrosión [9].
el desprendimiento del material fundido y lleva
las partículas fundidas a impactar con el sustrato, y el chorro de gas secundario se utiliza para
aumentar la velocidad de la corriente de pulverización [19].
Página
88
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
número 9, Año 2014, ISSN 2145-3144 / BOGOTÁ-COLOMBIA / páginas 85-98
ESING
Sobre las variables del equipo de aspersión, es
importante mencionar que todos los parámetros que maneja el equipo de aspersión térmica influyen en la manera como la adherencia
y las características del recubrimiento se desarrollan, y al trabajar en forma sincronizada,
se evita la generación de: niveles excesivos de
porosidad e inclusiones, partículas no fundidas,
variaciones grandes en espesores de capa y fenómenos como “spitting”.
Para comprender las implicaciones del voltaje
en el proceso, es necesario explicar el esquema
mostrado en la Figura 3. El voltaje DC aplicado a las puntas de los alambres forma un arco
eléctrico que permite cambiar de fase una cierta cantidad de material, el cual se empieza a
acumular en los extremos del filamento. Este
material sobrecalentado reduce el voltaje de
arco hasta un mínimo, donde “la viscosidad y
la tensión superficial del líquido se han reducido, y el volumen fundido ha aumentado lo suficiente para que la punta del alambre se vuelva
inestable en presencia de la presión dinámica
del gas de atomización” [16]. En este punto el
material fundido abandona el alambre, el voltaje de arco se restablece y el fenómeno vuelve
a empezar. De la fluctuación y los intervalos del
voltaje se crea un espectro de frecuencia que
proporciona información sobre la dinámica de
la formación de gotas.
Esta información junto con las demás variables
de proceso, permiten identificar el comportamiento ideal del voltaje para la formación más
homogénea de gotas de material fundido [20].
Un incremento en el voltaje de arco reduce la
velocidad e incrementa la temperatura de la
pulverización, algunos más pronunciados que
otros por el gas de atomización usado [16] y la
turbulencia de flujo del gas [21].
Figura 3.Esquema de las etapas de formación de gota en la punta
del alambre durante aspersión por arco eléctrico. Imagen adaptada de [17]
Al estudiarse la distribución del tamaño de
partículas, se encontró un comportamiento bimodal para las partículas de cada alambre [13],
probablemente debido a la fluctuación periódica de la tensión y el arco, que conduce a un tamaño de partícula variable [14] y una remoción
periódica de gotas fundidas.
Alimentación de Alambre: el efecto de los
cambios en la tasa de alimentación de alambre
y de la temperatura de gota son más complejos, considerando que para cualquier aumento
o disminución en la tasa de alimentación de
alambre, el equipo de pulverización produce
un aumento calibrado o disminución en la corriente suministrada al arco en un intento de
proporcionar fusión estable de material por
unidad de tiempo. El aumento de la velocidad
de alimentación de alambre aumenta el diámetro medio y la tasa de producción de gotas en
las puntas del alambre, pero disminuye la velocidad axial media de pulverización [16].
En general, con una tasa de alimentación de
alambre alta, la corriente de arco es mayor y
las gotas aumentan ligeramente la temperatura haciendo más débil su oxidación; por ende,
el perfil de temperatura del depósito contribuye críticamente a determinar la micro-estructura y las propiedades mecánicas del depósito,
por lo que los métodos semiempíricos suelen
ser eficaces para controlar la calidad de recubrimiento, según aplicación [22].
Gas de Atomización: la elección de la naturaleza del gas de atomización es importante. En
particular, a veces se prefiere el uso de un gas
inerte como dióxido de carbono o nitrógeno
que al aire; excepto para algunas aplicaciones
particulares para las que la oxidación tiene un
efecto positivo; esta preferencia se da a causa
de la actividad del material caliente con el medio. Por temas de disponibilidad y economía, el
aire comprimido es el gas de atomización utilizado comúnmente en procesos de pulverización de alambre por arco [23].
tículas propagadas, lo que es perjudicial para la
calidad del recubrimiento.
A pesar que, la atomización con aire incrementa la temperatura de pulverización con respecto al nitrógeno [16], el contenido de óxido de
tales recubrimientos aplicados es relativamente alto, reduciendo así la fuerza de adhesión
interlaminar y la maquinabilidad de los revestimientos.
Los experimentos realizados con algunos tipos
de configuración de boquilla más utilizados en
esta técnica de aspersión para formar revestimientos y su posterior análisis microestructural
(10), indican que el sistema de boquilla cerrada
con un orificio convergente-divergente (CD/CL)
tiende a producir revestimientos con microestructura más fina, menor porosidad y mayor
contenido de óxido; mientras que el sistema de
boquilla abierta (CD/OP) conduce a la microestructura de revestimiento muy gruesa con alta
porosidad, pero bajo contenido de óxido debido a su rendimiento de atomización más pobre.
Los resultados muestran una distribución de
diámetro de partícula impactada estrecho para
la boquilla CD/CL. Además, con el sistema de
boquilla cerrada, el tamaño de partícula es más
pequeño y una mayor velocidad de impacto resulta en una mayor deformación y propagación
[26].
Pistola de Pulverización: el verdadero fenómeno ocurre en la pistola de pulverización. Conectada al equipo de aspersión, está construida
bajo configuraciones que permite tener o no
un sistema de alimentación de alambre push/
pull sincronizado con el equipo, y diferentes sistemas de boquillas con ángulos de inclinación
que buscan generar una geometría convergente/divergente en el chorro de gas de atomización. De esta forma, las características del recubrimiento se pueden controlar mediante la
optimización de la boquilla de pulverización y
no únicamente con los parámetros del proceso
[24], con los que comúnmente se interactúan.
Boquilla de Pulverización: el diseño de la boquilla tiene diferentes efectos importantes
sobre la eficiencia del proceso en todas sus
etapas [25]. En primer lugar, debido a que el
método siempre se suministra con gas comprimido, el chorro externo puede ser subexpandido en la salida de la tobera, presentando así
un componente divergente significativo que
puede contribuir a aumentar el chorro de par-
La cantidad de aire arrastrado durante el proceso de aspersión es tan importante que la oxidación no puede evitarse por completo, por lo
que el uso de un gas de recubrimiento con el fin
de disminuir la velocidad de aire en el chorro es
implementada en algunos casos dado que este
método también puede contribuir a disminuir
la divergencia de éste.
La particularidad de esta técnica consiste en
una protección del gas inerte utilizando un atomizador de inyección secundaria con el fin de
disminuir la cantidad de aire arrastrado dentro
del chorro. Existen algunos métodos para esta
inyección secundaria conocidas por la literatura [7]. El ángulo de expansión del chorro de
pulverización para las pistolas varía con cada
configuración.
Página
89
ESING
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
CONTEXTUALIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE ASPERSIÓN POR ARCO ELÉCTRICO
El uso de aire conduce también a quemar el
carbono al rociar aceros. Como contramedida,
el nitrógeno puede ser propuesto como gas
de atomización con el fin de disminuir la tasa
de óxido de carbono [20] y el agotamiento de
los revestimientos de acero, además de lograr
una mejor retención de carbono que permite
un aumento en la dureza para un contenido de
óxido dado [19].
Así, las boquillas convergentes/divergentes parecen opcionales (ver Figura 4), en particular
porque estas boquillas permiten el aumento de
la velocidad del gas en el punto de intersección
de ambos alambres [7].
salida de la pistola es también un factor importante porque afecta a la velocidad y la temperatura de las partículas en vuelo [29].
Página
Figura 4. Esquema de configuración de diferentes boquillas de
aspersión a) C/CL; b) CD/OP; c) CD/CL. Fuente [18]
90
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
número 9, Año 2014, ISSN 2145-3144 / BOGOTÁ-COLOMBIA / páginas 85-98
ESING
El chorro de pulverización centralizado puede
ser el adecuado para atomizar gotas con mayor
velocidad [27].
Los avances mencionados orientan al método
de optimización a ejecutarse no solo con los
parámetros de proceso sino que también a los
diferentes parámetros de configuración de la
pistola. Esto es: analizando y teniendo en cuenta la geometría de las boquillas, las perturbaciones de los alambres, distancia entre puntas
de alambre, ángulo entre los alambres, etc. [27].
Variables de la pistola de pulverización: es
importante resaltar que la pistola, a pesar de
manejar parámetros internos de fabricante,
también maneja unos factores de proceso,
esenciales en la definición y determinación del
recubrimiento aspersado, tales como la distancia de aspersión, el flujo de gas de atomización,
el ángulo de deposición de las partículas en el
sustrato y la velocidad de aspersión de la pistola.
Distancia de aspersión: esta distancia influye
en el tiempo de permanencia de las partículas
fundidas durante la trayectoria arco-sustrato;
que controlada adecuadamente, puede brindar beneficios en aplicaciones puntuales [28].
Distancias muy cortas de aspersión aumentan
la desigualdad entre la velocidad del gas y la
velocidad de la gota impulsada, provocando
salpicaduras; pero distancias muy largas harán
que el depósito de material sobre el sustrato
ocurra a bajas velocidades, provocando así mayor oxidación [19]. En distancias más alejadas
de pulverización, la velocidad y la temperatura
de las partículas disminuyen, pero el tamaño se
mantiene constante. La distancia axial desde la
Flujo de gas de Atomización: como supuesto
general en procesos de arco de alambre, un
aumento de la tasa de flujo de gas está relacionado directamente con un incremento en la
velocidad de aspersión. La tasa de flujo de aire
es un factor crítico en el valor de la temperatura de las partículas, junto con la distancia de
pulverización [29].
El flujo de gas de atomización realiza varias funciones: el gas primario arranca el material fundido de los alambres y lo acelera, convirtiéndolo en gotas con una gran energía cinética.
Mientras que el gas secundario también acelera las partículas hacia el sustrato, pero atomiza
estas gotas en finas partículas [24]. Este flujo
depende de la presión del gas que se maneje,
llegándose a trabajar con materiales reactivos
a bajas presiones y configuraciones especiales
de boquilla [30].
La presión del gas de atomización es el parámetro más importante para controlar el caudal
y la velocidad del gas, si se considera que un
aumento del mismo causa un incremento en
la velocidad del gas de atomización, y disminución en el tamaño medio de las partículas
aspersadas. A menor diámetro de la gota mayor es su aceleración, así provoca un aumento
en la velocidad media de la partícula que proporciona una disminución en la porosidad del
recubrimiento [7], con posibilidad de obtener
recubrimientos densos con altas propiedades
mecánicas [24]. El grado de aplanamiento y el
nivel de salpicaduras incrementan con la tasa
de flujo. Este se puede explicar en términos de
las características de las partículas y de las intensidades de la fuerza de impacto. Mientras
que la tasa flujo del gas es creciente, las velocidades de partículas aumentan a medida que
sus diámetros disminuyen, la fuerza de la viscosidad y el aumento de fuerza de tensión conducen a aumentar la dureza del depósito [29].
Angulo de deposición: el ángulo de aspersión
es el grado de inclinación que puede tener la
pistola con el sustrato, el cual se busca que sea
Chorro de partículas pulverizadas: durante la
pulverización el efecto de la atomización del
aire, y el arrastre del aire circundante dentro de
la corriente de pulverización, causa significativa
oxidación en vuelo de las partículas de metal
fundidas [23]. La velocidad de pulverización y
la temperatura decrece al aumentar la distancia radial (diámetro de cono) desde el eje de
pulverización, porque en la periferia del cono,
el arrastre de gas ambiente frío logra enfriar y
desacelerar las gotas. Asimismo, al abandonar
el arco eléctrico existe un enfriamiento rápido
por radiación y convección forzada entre el
flujo de gas de atomización y las partículas aspersadas [16]. Esto explica que el contenido de
óxidos aumente al aumentar la distancia del eje
de simetría, puesto que debido a la distancia de
las partículas, desde el centro del eje del cono,
emplean más tiempo en el aire y la oxidación
durante el vuelo se vuelve más grave [26].
Un estudio de velocidad y temperatura de gotas de acero bajo la técnica de arco eléctrico resalta que, la distribución radial de la velocidad
de pulverización y la temperatura son asimétricas con respecto al eje de pulverización, debido
a las diferencias entre las puntas de alambre;
el arco en el cátodo es más caliente que en el
ánodo y esto conduce a diferente comportamiento de fusión y atomización en las puntas
[16], [13].
Generación de partículas aspersadas: la temperatura inicial de pulverización, por la ato-
mización primaria, se determina por la temperatura del arco y el tiempo de permanencia
que pasa el metal fundido dentro de la zona
del arco. Además, el calentamiento a partir de
las reacciones de oxidación exotérmicas también puede contribuir de manera significativa.
El tiempo de permanencia del material en la
zona del arco está relacionado con el tiempo
empleado en el extremo de las puntas de los
alambres antes de la remoción, típicamente
del orden de un milisegundo. Una vez las partículas de pulverización han viajado más allá
de la región de calentamiento del arco, se enfrían rápidamente por radiación y convección
forzada en el flujo de gas de atomización, a
tasas superiores a 105.8°C/ s-1 [16]. Cuando
las finas partículas son generadas por el arco
a una temperatura de 5000°C, estas pasan por
una “zona en la que el gas presenta la velocidad
máxima, llamada Zona de Alta Velocidad (HSZ)”
[24]. En esta zona, las partículas viajan, durante
unas fracciones de segundo, con gran energía
cinética (que las mantiene aceleradas) y gran
energía térmica (que les permite conservar su
estado de fusión). Partículas más rápidas fundidas se deforman más fácilmente en el impacto,
permitiendo que la densidad de recubrimiento
aumente y se reduzca la porosidad. Se ha demostrado que el grado de aplanamiento de la
gota está influenciado por el tamaño de gota,
densidad, viscosidad y velocidad de impacto [29].
Todas estas miles de partículas adquieren diámetros en escalas de micras (µm). Estos diámetros, bajo esta técnica de aspersión, “son críticos en la determinación de la microestructura,
porosidad y contenido de óxido en los revestimientos resultantes, controlando el comportamiento dinámico y térmico del procedimiento,
además de las salpicaduras y la dispersión de
las gotas en el depósito” [17].
El diámetro de partícula parece estar directamente relacionado con la tasa de flujo de
aire, disminuyendo drásticamente cuando se
aumenta la velocidad de flujo ya que tienen
menos dificultades para propagarse cuando
golpea el sustrato e implicando una menor porosidad; por otro lado, la distancia de pulverización tiene ninguna influencia en el tamaño de
partícula [29].
Página
91
ESING
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
CONTEXTUALIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE ASPERSIÓN POR ARCO ELÉCTRICO
normal de la superficie a tratar, puesto que “el
ángulo de incidencia del chorro de pulverización es otra fuente de porosidad” [31], y las
aplicaciones de protección contra corrosión y
desgaste no permiten grandes niveles de porosidad [32]. Las diferentes posiciones en el
chorro de partículas (X, Y, Z) también deben
tenerse en cuenta debido a la distribución de
tamaño de partícula, aunque inicialmente desconocido, es fuertemente dependiente de los
parámetros de entrada [29]. Por último, la velocidad relativa de la pistola respecto del sustrato influye en el espesor de capa requerido,
definiendo el tiempo de pasada para lograr un
recubrimiento con un grosor de revestimiento
establecido.
Página
92
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
número 9, Año 2014, ISSN 2145-3144 / BOGOTÁ-COLOMBIA / páginas 85-98
ESING
De hecho, al aumentar la presión de pulverización el estrechamiento del chorro se vuelve
más importante porque conduce a un aumento
de la energía transferida al fenómeno de cizallamiento, que a su vez rompe las partículas
fundidas en gotas más pequeñas, proporcionando un aumento en la oxidación de partículas debido a una mayor área superficial específica [23]. Sin embargo, una velocidad de gota
más alta también provoca una disminución en
el tiempo de vuelo, lo que induce una disminución en la oxidación de las partículas, por lo que
estos dos efectos actúan al contrario [7]. Cuando cada partícula sigue una trayectoria, se crea
un patrón de aspersión que permite cubrir una
parte del sustrato, y junto con el movimiento
de la pistola y el ángulo de aspersión forman un
grosor de capa para cubrir el sustrato.
Sustrato: es la superficie sobre la cual se depositan las partículas aspersadas. Esta superficie
requiere de una preparación superficial que le
permite garantizar tanto una adecuada adhesión del material como reducir el nivel de impurezas [5]. Además, se recomienda una etapa
de precalentamiento del sustrato, para mejorar
el resultado del proceso [5], [33]. No obstante,
en la aplicación de campo suele ser omitida por
sus implicaciones, tanto económicas como de
control de proceso; aun cuando pueda lograr
grandes resultados en superficies con acabado
espejo [33].
Los estándares que actualmente regulan la
preparación de superficies metálicas son: SSPC
(Society for Protective Coatings) y NACE (National Association of Corrosion Engineers International). Estas indican, entre otras cosas, el uso
de granalla particulada o arena como elemento abrasivo de limpieza en sistemas abiertos o
sistemas cerrados de recirculación del abrasivo
[34], garantizando la limpieza y la creación de
un perfil de anclaje. Un sustrato a termoaspersarse por arco eléctrico, requiere (varía según
norma) un alto grado de limpieza con el uso
adecuado de equipos, procedimientos y pruebas de inspección antes, durante y después de
la preparación de superficies [35], [36].
Formación del Recubrimiento
Cuando las partículas llegan al sustrato se crean
“Splats” (gotas/partículas impactadas) con una
estructura laminar como se muestra a continuación:
Se puede observar en la Figura 5 que, la deposición de una sola gota forma un splat a través
del proceso de impacto, aplanamiento, enfriamiento rápido y solidificación [29].
Figura 5. Sección transversal de los componentes laminares de una
capa termo-aspersada. Fuente [37]
Las primeras partículas impactadas en el sustrato son las que generan las características
de adhesión al sustrato, subsecuentemente
las demás gotas se solidifican y adhieren entre
sí causando una cohesión entre partículas. Es
bien conocido que la oxidación puede reducir
tanto la adhesión como la cohesión, y esto es
un gran inconveniente para aplicaciones contra
el desgaste y la corrosión [7], [32].
El tamaño grande de partícula puede conducir
a grandes espesores de splat y proporciones
más bajas de aplanamiento, contribuyendo a la
propagación de inestabilidades y dando como
resultado una posible fragmentación [38]. El
comportamiento térmico del proceso permite
analizar y entender las tensiones generadas y
el flujo de calor en las zonas termoaspersadas
[39]; no solo del primer pase (primera capa),
sino de los múltiples pases que sean suministrados al sustrato [40].
Los cambios bruscos de temperatura logrados
por las altas tasas de enfriamiento consiguen
transferir calor al sustrato debido a la discrepancia entre el coeficiente de expansión tér-
Las partículas más rápidas fundidas con mayor
dispersión de energía cinética, que se deforman más fácilmente en el impacto, aumentan
la densidad de recubrimiento y la reducción de
la porosidad [23]. Materiales como el acero desarrollan otro tipo de tensión más, que corresponde a la tensión de transformación de fase,
la cual esta críticamente relacionada con la
temperatura (temperaturas altas a la temperatura de austenización) y la tasa de enfriamiento. Esto permite que esta transformación (Martensita) ocurra tanto en su deposición como en
algún posterior tratamiento térmico [41].
Entendido el fenómeno de capa, la fuerza de
adhesión de un recubrimiento se ve afectada
por la extensión de interacciones físicas y químicas, entre el revestimiento y el material de
sustrato, y sobre la microestructura de la región
interfacial [42]. Una mala adherencia se puede
atribuir a un mal enclavamiento interfacial, un
bajo grado de unión metalúrgica y unas altas
tensiones internas. Los modos de degradación
del recubrimiento dependen tanto de la naturaleza de la interfaz recubrimiento-sustrato y
de los fenómenos químicos que se producen
allí durante la deposición y solidificación [23].
Efectos de la oxidación
La presencia de óxido aumenta la dureza del
recubrimiento, que puede ser beneficioso para
mejorar la abrasión y la resistencia al desgaste
de recubrimientos, pero los procesos de pulverización con aire son relativamente altos en el
contenido de óxido del material fundido [23].
Las capas de óxido se originan principalmente
en las fronteras entre splats, por lo que dismi-
nuye perjudicialmente su fuerza de cohesión.
Por otra parte, los micro-fisura a menudo inician desde el interior de las capas de óxido con
la acción de tensiones concentradas [10].
La protección contra la corrosión, especialmente ambientes marinos, se beneficia de la
presencia de óxidos (2,5% a 3,0% en masa),
siendo este nivel no perjudicial para la adhesión, aunque afectan propiedades físicas como
conductividad (eléctrica, térmica), cohesión y
adherencia.
El acero es el elemento más comúnmente utilizado en los alambres por su capacidad de poder alearse con distintos elementos [12], para
conseguir características específicas; y el aire,
el gas de atomización utilizado frecuentemente
en la aspersión por arco debido a su disponibilidad y bajo costo.
La presencia de la oxidación durante el proceso
de pulverización es inevitable. En la pulverización del acero, se ha identificado que puede
ocurrir de tres maneras principales:
1. Por la oxidación de las gotas rociadas durante la atomización primaria, y en el vuelo hasta
el punto de deposición, porque el acero en sus
puntas de alambre es sobrecalentado muy por
encima de su punto de fusión. Esto produce vaporización de sus elementos de aleación como
hierro, carbono y manganeso. Al haber oxígeno
en el ambiente, el hierro reacciona para formar
óxidos de hierro, y el carbono para formar CO
y CO2. La mezcla turbulenta de FeO, antes de
la solidificación de las gotas finas, conduce a
la formación de una emulsión de partículas finas de óxido en la gota de acero. Así, el óxido
no mezclado con la gota en la superficie de la
misma, conduce a la formación de cadenas inter-splats, teniendo en cuenta que las gotas se
extienden en el impacto con el depósito [43].
Dado que la reacción es exotérmica, un aumento en la concentración de oxigeno del gas de
atomización conduce al aumento de las temperaturas de deposición. Este aumento suele ser
ventajoso porque confiere una mayor fuerza
de adhesión del revestimiento. Las partículas
más pequeñas reaccionan más fácilmente con
Página
93
ESING
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
CONTEXTUALIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE ASPERSIÓN POR ARCO ELÉCTRICO
mica del recubrimiento y el sustrato [41]. Esto
crea tensiones al recubrimiento (tensiones térmicas), puesto que las gotas de material fundido recién impactadas, al adquirir una microestructura laminar, encogen un poco durante su
solidificación; Por otra parte, y de forma casi
simultánea, las partículas precedentes crean
tensiones de tracción (tensiones intrínsecas)
que limitan la contracción térmica de la gota
chocada resultando tensiones de tracción entre splats [38].
el oxígeno que las gotas más grandes, debido a
su mayor área de superficie específica.
Página
94
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
número 9, Año 2014, ISSN 2145-3144 / BOGOTÁ-COLOMBIA / páginas 85-98
ESING
2. Por la oxidación de gotas secundarias derivadas de salpicaduras, siendo este el principal
contribuyente a la reducción directa del rendimiento del proceso, poseen una gran área superficial, tienen movimiento relativamente lento y cuenta con una alta proporción de óxido.
La incorporación de las gotas de salpicadura
oxidadas puede conducir a unos niveles de óxido más altos que, ya sea en la oxidación de la
pulverización principal en vuelo o en la oxidación de la superficie superior del depósito [43].
3. Por la oxidación de la superficie superior del
depósito. Si la temperatura es suficientemente
alta durante la pulverización se producirá oxidación en la superficie superior de depósito.
Los óxidos provenientes de la oxidación de la
superficie suponen una importante proporción
del óxido total en los depósitos [43].
La oxidación del acero durante la pulverización
es perjudicial para la resistencia a la tracción y
la dureza del depósito. Incluso cuando se pulveriza con bajos porcentajes de O2, las capas
de óxido se forman fácilmente reduciendo la
unión entre partículas proyectadas y aumentando la susceptibilidad del depósito a la delaminación entre gotas impactadas. En general,
un aumento en la concentración de oxígeno en
el gas de atomización conduce a una pulverización más caliente, porque el calor generado
por la reacción de oxidación exotérmica aumenta las temperaturas de pulverización y de
deposición.
Efectos de la porosidad
La porosidad es otra característica frecuente
en la microestructura y afecta al módulo elástico, conductividad térmica y comportamiento
dieléctrico. Varios métodos se emplean para la
medición cuantitativa de la porosidad, como el
análisis de imágenes, método confiable para
la caracterización de porosidad en los recubrimientos rociados térmicamente.
El contacto incompleto entre sucesivos splats,
y la presencia de partículas no fundidas condu-
cen a la formación de huecos. La rápida solidificación y la alta velocidad de impacto de las
partículas fundidas dan lugar a poros interlaminares, mientras que las grietas se forman debido a las tensiones de tracción de enfriamiento
rápido. Con el fin de controlar las propiedades,
se deben depositar microestructuras predecibles, siendo imprescindible caracterizarlas en
detalles razonablemente cuantitativos y cualitativos [44].
Mediante los estudios realizados a la porosidad
de los revestimientos se establece que, la tasa
de flujo de aire es un parámetro importante a
la hora de determinar las propiedades del revestimiento. Se ha logrado establecer que los
dos parámetros principales que influyen en
la porosidad son la velocidad de la partícula y
la temperatura. La presencia de la porosidad
afecta de forma negativa al revestimiento, reduciendo la dureza del mismo [29].
Tecnología de aspersión térmica
Como una técnica de proyección térmica rentable, el proceso de arco de 2 alambres ha ganado
aplicaciones generalizadas contra la corrosión y
el desgaste. Las demandas de estas aplicaciones conducen a técnicas de control más sofisticadas que mejoren la calidad del recubrimiento
y aumenten su productividad [26]. La eficiencia
del proceso aumenta el interés por esta tecnología, por modernizar sus equipos [45], puesto
que existe una correlación entre los parámetros de proceso y las propiedades físicas y mecánicas del recubrimiento [24]. Incluso se han
desarrollado análisis en CFD [46] de la dinámica
de gases, para diferentes variables y parámetros, con el objetivo de predecir el comportamiento de los mismos durante el proceso [14].
La idea es tener la mayor información posible
del proceso para tomar decisiones más acertadas a la hora de optimizar la técnica.
Los recubrimientos aspersados por arco eléctrico pueden ser descritos como una superposición de partículas de perfil Gaussiano, cuya
superposición depende del movimiento de la
pistola de aspersión [47]. Algunos estudios han
simulado el comportamiento térmico que ocurre durante su aplicación, pues está claro que
El volumen de parámetros que influyen en el
proceso, y sus combinaciones, hacen que la
búsqueda de la conjugación óptima pase por
diseños experimentales y métodos de optimización [49]. Entre los métodos más empleados
para problemas de estas características se encuentra el de Taguchi. Este método ha sido empleado de forma satisfactoria para la optimización del proceso de pulverización térmica [19].
El análisis de los resultados experimentales
muestra que todos los parámetros no tienen
la misma contribución a las propiedades de la
superficie, pero todos los parámetros tienen un
efecto definido sobre los recubrimientos resultantes [16].
Modelos estocásticos, empleando el método
de los elementos finitos, para simular la deposición de múltiples partículas, también han
sido desarrollados. Este es el caso del estudio
publicado por Y. Chen [47], en el que analiza la
transferencia de calor transitora y la formación
del recubrimiento mediante la simulación numérica del proceso.
Con el objetivo de aportar al mejoramiento de
la aspersión por arco, el presente trabajo se
establece dentro de un proyecto general encaminado al empleo de las técnicas de inteligencia artificial para optimizar el proceso. La meta
es implementar un algoritmo de optimización
multiobjetivo y multimodal, que permita obtener configuraciones de los parámetros de proceso que conlleven a los mejores resultados de
la aplicación de la técnica.
Conclusiones
Muchos estudios se han realizado con el objetivo de caracterizar, analizar, predecir y mejorar
la eficiencia de la técnica de aspersión por arco
[50]. Por una parte, están todos los estudios
que se enfocan en el diseño de los equipos em-
pleados para la ejecución del proceso. Por otra,
están todos los trabajos enfocados a estudiar
los materiales, y sus propiedades, empleados
en el proceso.
La conjugación de todos los factores que se relacionan en el proceso es compleja. Por tanto,
se requieren emplear herramientas que ayuden a encontrar las combinaciones de parámetros que den como resultado un mejor recubrimiento, para cada necesidad.
Página
Es común encontrar en la bibliografía, como
método de optimización para la configuración
de los diferentes parámetros, el Método de
Taguchi. Por ello, se resalta la necesidad de
emplear métodos más potentes, que permitan
revisar el basto espectro de combinaciones de
factores que intervienen en el proceso. Surge
como propuesta interesante emplear las técnicas de inteligencia artificial como método de
optimización del proceso.
El presente artículo permite visualizar, de forma general, todos los diferentes aspectos relacionados en el proceso de la aspersión por
arco, y su influencia en el mismo.
Referencias
[1]
R. Wang, D. Song, W. Liu, X. He. “Effect
of arc spraying power on the microstructure and mechanical properties of
Zn–Al coating deposited onto carbon
fiber reinforced epoxy composites.”
Appl Surf Sci., vol. 257, no. 1, pp. 2039. 15 de Octubre de 2010.
[2]
JA. Morales, JJ. Olaya, HF. Rojas. “Una
aproximación a la tecnología de proyección térmica.” Revista Avances - Invest. en Ing., vol. 9, no. 2, pp. 60-71.
2012.
[3]
M. Groover. 29 Procesos de Recubrimiento y Deposicion. Fundamentos de
Manufactura Moderna. Tercera Edicion. McGraw-Hill; pp. 684-5.
[4]
ASM International Handbook Committee. Thermal Spray Coatings. En: ASM
Editorial Staff, editor. ASM HandBook
95
ESING
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
CONTEXTUALIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE ASPERSIÓN POR ARCO ELÉCTRICO
la transferencia de calor durante la deposición
tiene una influencia significativa en el rendimiento del proceso [48]. Por otra parte, otras
investigaciones se han orientado al análisis de
los parámetros de proceso y sus conjugaciones,
para obtener configuraciones de dichos parámetros que resulten en un proceso más eficiente [17].
Corrosion. 9th Edition Metals Handbook. ASM International. 1987. pp.
1042-50.
[5]
RSC. Paredes, SC. Amico, d’ Oliveira
ASCM. “The effect of roughness and
pre-heating of the substrate on the
morphology of aluminium coatings
deposited by thermal spraying.” Surf
Coat Technol. vol. 200, no. 9, pp. 304955. 8 de Febrero de 2006.
vol. 7, no. 4, pp. 513-20. 1 de Diciembre de 1998
[12]
R. Li, Z. Zhou, D. He, L. Zhao, X. Song.
“Microstructure and high-temperature oxidation behavior of wire-arc
sprayed Fe-based coatings.” Surf Coat
Technol. vol. 251, no. (0), pp. 186-90.
25 de Julio de 2014
[13]
A. Pourmousa, J. Mostaghimi, A. Abedini, S. Chandra. “Particle size distribution in a wire-arc spraying system.”
J Therm Spray Technol. vol. 14, no. 4,
pp. 502-10. 1 de Diciembre de 2005
[14]
HL. Liao, YL. Zhu, R. Bolot, C. Coddet,
Ma SN. “Size distribution of particles
from individual wires and the effects
of nozzle geometry in twin wire arc
spraying.” Surf Coat Technol. vol. 200,
no. 7, pp. 2123-30. 21 de Diciembre
de 2005
[15]
Sá Brito VRS, Bastos IN, Costa HRM.
“Corrosion resistance and characterization of metallic coatings deposited
by thermal spray on carbon steel.”
Mater Des. vol. 41, no. (0), pp. 282-8.
Octubre de 2012.
[16]
Newbery AP, Grant PS, Neiser RA. “The
velocity and temperature of steel droplets during electric arc spraying”, Surf
Coat Technol.; vol. 195, no. 1, pp. 91101. 23 de Mayo de 2005.
[17]
AP. Newbery, PS. Grant. “Large arc
voltage fluctuations and droplet formation in electric arc wire spraying.”
Powder Metall. vol. 46, no. 3, pp. 22935. 1 de Octubre de 2003.
[18]
S. Seth, AH. Jones, OD. Lewis. “Wear
resistance performance of thermally
sprayed Al3Ti alloy measured by three
body micro-scale abrasive wear test.”
Wear Mater 2013. 302(1–2):972-80.
Abril de 2013
[19]
G. Jandin, H. Liao, ZQ. Feng, C. Coddet.
“Correlations between operating conditions, microstructure and mechani-
Página
96
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
número 9, Año 2014, ISSN 2145-3144 / BOGOTÁ-COLOMBIA / páginas 85-98
ESING
[6]
Lech Pawlowski. 3.4 Arc Spaying (AS).
The Science and Engineering of Thermal Spray Coatings. Segunda Edicion.
John Wiley & Sons; 2008. pp. 79-81.
[7]
R. Bolot, M-P. Planche, H. Liao, C. Coddet. “A three-dimensional model
of the wire-arc spray process and its
experimental validation.” J Mater Process Technol. vol. 200 no. (1–3), pp.
94-105. 8 de Mayo de 2008.
[8]
K. Cooke, G. Oliver, V. Buchanan, N.
Palmer. “Optimisation of the electric
wire arc-spraying process for improved wear resistance of sugar mill roller shells.” Surf Coat Technol.vol. 202,
no. 1, pp. 185-8. 15 de Noviembre de
2007.
[9]
ASM International Handbook Committee. Thermal Spray Coatings. En: ASM
Editorial Staff, editor. ASM HandBook
Corrosion: Fundamentals, Testing, and
Protection. 1st Edition. ASM International. 2003. pp. 2062-88.
[10]
[11]
Y. Chen, B. Xu, Y. Liu, X. Liang, Y. Xu.
“Structure and sliding wear behavior
of 321 stainless steel/Al composite
coating deposited by high velocity arc
spraying technique.” Trans Nonferrous
Met Soc China.vol. 18, no. 3, pp. 6039. Junio de 2008.
J. Varacelle, D. Zeek, V. Zanchuck, E.
Sampson, K. Couch, D. Benson, et al.
“Experimental studies of twin-wire
electric arc sprayed zinc/aluminum
alloy coatings.” J Therm Spray Technol.
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
T. Watanabe, X. Wang, E. Pfender,
J. Heberlein. “Correlations between
electrode phenomena and coating
properties in wire arc spraying.” Thin
Solid Films. vol. 316, no. (1–2), pp.
169-73. 21 de Marzo de 1998.
T. Watanabe, X. Wang, J. Heberlein,
E. Pfender, W. Herwig. “Voltage and
Current Fluctuations in Wire Arc Spraying as Indications for Coating Properties”. ASM Int, pp.577-83. 1 de Agosto
de 1996.
HK. Seok, HJ. Llewellyn, JC. Lee, PS. Grant.
“Semiempirical method for process analysis on electric arc spray forming of Fe0.06%C steel rings.” Powder Metall. vol.
45, no. 2, pp. 139-45. 1 de Julio de 2002.
I. Gedzevicius, AV. Valiulis. “Analysis
of wire arc spraying process variables
on coatings properties.” Achiev Mech
Mater Eng. vol. 175, no. (1–3), pp.
206-11. 1 de junio de 2006.
SL. Toma, C. Bejinariu, R. Baciu, S.
Radu. “The effect of frontal nozzle
geometry and gas pressure on the steel coating properties obtained by wire
arc spraying.” Proc Fifth Workshop
RIPT Rencontres Int Sur Proj Therm.
vol. 220, no. (0), pp. 266-70. 15 de
Abril de 2013
X. Wang, J. Heberlein, E. Pfender, W.
Gerberich. “Effect of nozzle configuration, gas pressure, and gas type on
coating properties in wire arc spray.” J
Therm Spray Technol. vol. 8, no. 4, pp.
565-75. 1 de Diciembre de 1999.
YL. Zhu, HL. Liao, C. Coddet, Xu BS.
“Characterization via image analysis
of cross-over trajectories and inhomogeneity in twin wire arc spraying.” Surf
Coat Technol. vol. 162, no. (2–3), pp.
301-8. 20 de Enero de 2003.
[27]
Y. Chen, X. Liang, Y. Liu, B. Xu. “Numerical analysis of the effect of arc spray
gun configuration parameters on the
external gas flow.” J Mater Process Technol. vol. 209, no. (18–19), pp. 592431. 19 de Septiembre de 2009
[28]
SS. Madaeni, ME. Aalami-Aleagha, P.
Daraei. “Preparation and characterization of metallic membrane using wire
arc spraying.” J Membr Sci. vol. 320,
no. (1–2), pp. 541-8. 15 de julio de
2008.
[29]
MP. Planche, H. Liao, C. Coddet. “Relationships between in-flight particle
characteristics and coating microstructure with a twin wire arc spray
process and different working conditions.” Surf Coat Technol. vol. 182, no.
(2–3), pp. 215-26. 22 de Abril de 2004.
[30]
H-D. Steffens, E. Ertürk. “Low pressure arc spraying of reactive materials.”
Thin Solid Films. vol. 121, no. 2, pp.
143-50. 16 de Noviembre de 1984.
[31]
Thermal Spray Society Training Committee. Handbook of Thermal Spray
Technology. 1st Edition. United States
of America: ASM International; J.R.
Davis, Davis & Associates, editores.
2004. pp.338.
[32]
Dimate Castellanos LM, Morales Torres JA, Olaya Florez JJ. Electric arc
spray coatings for the naval industry.
Ship Sci Technol Vol 4 No 8 [Internet].
2012; Recuperado a partir de: http://
www.shipjournal.co/index.php/sst/
article/view/44
[33]
A. Abedini, A. Pourmousa, S. Chandra,
J. Mostaghimi. “Effect of substrate
temperature on the properties of coatings and splats deposited by wire arc
spraying.” Surf Coat Technol. vol. 201,
no. 6, pp. 3350-8. 4 de Diciembre de
2006.
[34]
NACE International, SSPC. NACE No.
1/SSPC-SP 5: White Metal Blast Cleaning. NACE International; 1999.
Página
97
ESING
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
CONTEXTUALIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE ASPERSIÓN POR ARCO ELÉCTRICO
cal properties of twin wire arc sprayed
steel coatings.” Mater Sci Eng A. vol.
349, no. (1–2), pp. 298-305. 25 de
Mayo de 2003.
[35]
International N, SSPC. NACE No. 2/
SSPC-SP 10: Near-White Metal Blast
Cleaning. NACE International; 1999.
[36]
Standard Test Method for Adhesion or
Cohesion Strength of Thermal Spray
Coatings. ASTM C633-01. 2002.
[37]
ASM Handbook Committee. Thermal
Spray Coatings. En: ASM Editorial Staff, editor. ASM HandBook Welding,
Brazing and Soldering. 1st Edition.
ASM International; 1993. p. 2451-65.
Página
98
ESING
- REVISTA INGENIEROS MILITARES
número 9, Año 2014, ISSN 2145-3144 / BOGOTÁ-COLOMBIA
[38]
S. Sampath, X. Jiang, J. Matejicek, L.
Prchlik, A. Kulkarni, A. Vaidya. “Role
of thermal spray processing method
on the microstructure, residual stress
and properties of coatings: an integrated study for Ni–5 wt.%Al bond coats.”
Mater Sci Eng A. vol. 364, no. (1–2),
pp. 216-31. 15 de Enero de 2004.
[39]
S-J. Na, K-Y Bae. “A study on the heat
flow in the arc spraying process.” Surf
Coat Technol. vol. 31, no. 3, pp. 27388. Septiembre de 1987.
[40]
W-B. Kim, Y-S. Yang, S-J. Na. “Heat
flow in multi-pass arc spraying processes.” Surf Coat Technol. vol. 37, no. 4,
pp. 399-408. Agosto de 1989.
[41]
[42]
[43]
Y. Chen, X. Liang, Y, Liu, B, Xu. “Prediction of residual stresses in thermally
sprayed steel coatings considering the
phase transformation effect.” Mater
Des. vol. 31, no. 8, pp. 3852-8. Septiembre de 2010.
O, Sharifahmadian, HR. Salimijazi,
MH. Fathi, J. Mostaghimi, L. Pershin.
“Relationship between surface properties and antibacterial behavior of
wire arc spray copper coatings.” Mech
Tribol Prop Biomed Coat Surf-Modif
Biomater. vol. 233, no. (0), pp. 74-9.
25 de Octubre de 2013.
AP. Newbery, PS. Grant. “Oxidation
during electric arc spray forming of
steel.” J Mater Process Technol. vol.
178, no. (1–3), pp. 259-69. 14 de Septiembre de 2006.
[44]
S. Deshpande, A. Kulkarni, S. Sampath, H. Herman. “Application of image
analysis for characterization of porosity in thermal spray coatings and correlation with small angle neutron scattering.” Surf Coat Technol. vol. 187, no.
(1), pp. 6-16. 1 de Octubre de 2004.
[45]
SL. Toma. “The influence of jet gas
temperature on the characteristics
of steel coating obtained by wire
arc spraying.” Proc Fifth Workshop
RIPT Rencontres Int Sur Proj Therm.
220(0):261-5. 15 de Abril de 2013.
[46]
W. Tillmann, Institut für mathematik,
particle trajectories by arc spraying
with cored wires. Dortmund: Inst. für
Mathematik; 2008.
[47]
Y. Chen, X. Liang, Y. Liu, J. Bai, B. Xu.
“Finite element modeling of coating
formation and transient heat transfer
in the electric arc spray process.” Int J
Heat Mass Transf. vol. 53, no. (9–10),
pp. 2012-21. Abril de 2010.
[48]
Y. Zhu, Liao, C. Coddet. “Transient
thermal analysis and coating formation simulation of thermal spray process by finite difference method.” Surf
Coat Technol. vol. 200, no. (16–17),
pp. 4665-73. 27 de Abril de 2006.
[49]
J. Wilden, JP. Bergmann, S. Jahn, S.
Knapp, F. Rodijnen, G. Fischer. “Investigation about the Chrome Steel Wire
Arc Spray Process and the Resulting
Coating Properties.” J Therm Spray Technol. vol. 16, no. (5-6), pp. 759-67. 1
de Diciembre de 2007.
[50]
J. Koutský, J. Veselá. “Evaluation of
white metal adhesion (conventional
casting and thermal wire arc spraying)
by ultrasonic non-destructive method.” Achiev Mech Mater Eng Conf.
vol. 157–158, no. (0), pp. 724-8. 20 de
Diciembre de 2004.