Figura 1. Mapas microestructurales para un diámetro de haz láser de (a) 200 micras, (b) 2350 micras. Las zonas blancas se corresponden con microestructura monocristalina. Áreas negras corresponden a zonas policristalinas o con grietas y poros. Patrones más densos indican menos microestructura monocristalina. Diseño de experimentos Los experimentos de laser cladding se realizaron sobre placas base SX Rene 80 utilizando también polvo SX Rene 80 como material de aporte. La granulometría del polvo era -125 + 45 micras y se fabricó por atomización de gas. En las placas base se realizaron análisis de com- posición y RX para asegurar idoneidad, encontrándose la orientación <001> normal a la superficie. Durante las pruebas láser, la placa base se mantuvo fija y el cabe- zal de laser cladding se movió perpendicularmente a ella. Los experimentos se llevaron a cabo variando los parámetros del proceso para determinar la ventana de proceso óptima para obtener la microestructura SX. La tabla 1 muestra los valores utilizados del diámetro del haz láser, la velocidad de avance del cabezal, la potencia del láser y el flujo del polvo. Todas las pruebas se rea- lizaron sin calentamiento del sustrato. En los primeros experimentos se instaló una cubierta de protección y se usó gas Ar para tener un área aportada libre de oxígeno y por tanto inerte. Además, también se uti- lizó láser desfocalizado. No se observaron diferencias con respecto al proceso de cladding correspondiente sin el entorno inerte o con láser focalizado. Se realiza- ron cordones individuales de 20 mm de longitud y se analizaron metalográficamente, seleccionando los parámetros que generaron SX. A continuación, se rea- lizaron por laser cladding paredes de hasta 10 capas para estudiar la microestructura en función de la altura. Se prepararon probetas metalográficas cortando el área de interés, encapsulando la muestra, enfriando con agua y puliendo con soluciones de diamante de 6, 3 y 0,1 micras. Las probetas se atacaron con reactivo Kalling y se observaron con un microscopio óptico. Resultados y discusión Los resultados del análisis experimental del efecto de los parámetros de laser cladding sobre la microes- tructura mostraron que, dependiendo de la densidad de energía utilizada, era crucial para tener estruc- tura monocristalina el tipo de combinación entre la velocidad del aporte y la potencia del láser. Además, el resultado más importante de este estudio fue la indicación de la posibilidad de producir una microes- tructura monocristalina cuando se trabaja en el rango apropiado de parámetros sin necesidad de ningún tratamiento adicional. El extenso estudio experimental para encontrar la ventana de trabajo se muestra grá- ficamente en la figura 1. Esta figura muestra el efecto de variar la velocidad del aporte y la potencia con dife- rentes diámetros de haz láser. Los resultados incluyen diferentes caudales de polvo. En las gráficas se pueden distinguir diferentes áreas en función de la microestruc- tura obtenida. Las áreas blancas corresponden a zonas de microestructura SX y las áreas negras a zonas poli- cristalinas o con grietas y poros. Se han definido tres microestructuras intermedias mediante patrones con distinto grado de entramado, correspondientes a la aparición de defectos: monocristal con granos aislados (SG), policristal y policristal con poros. Con el diámetro de haz láser más pequeño se requirieron bajas poten- cias y altas velocidades de aporte para obtener SX, mientras que con el tamaño de haz más grande, dos áreas generaron microestructura SX, correspondiendo a trabajar a potencias y velocidades de aporte bajas o a potencias y velocidades de aporte altas. Esta dife- rencia se explicó en función de la diferente densidad de energía de ambos escenarios, factor que gobernó los valores de las condiciones del proceso requeridas para hacer crecer un SX. Considerando el diámetro de haz láser más pequeño, la alta densidad de energía en sí misma poseía el calor necesario para promover la microestructura SX y, en este sentido, las bajas poten- cias y la alta velocidad eran suficientes para obtenerla. Además, en este caso se observó que el exceso de calor debido a las altas potencias y la baja velocidad se convirtió en grietas y poros. Por otro lado, consi- derando el diámetro de haz láser más grande, la baja densidad de energía no fue suficiente para generar SX, requiriéndose una combinación adecuada de poten- cia y velocidad para producirla. Ensayos con diámetros 53 LASER CLADDING