Optimización de Procesos de Inducción de Tensiones Residuales en Compresión en Materiales Metálicos por Ondas de Choque Generadas por Láser

Abstract

El tratamiento superficial mediante ondas de choque generadas por láser (LSP) se basa en la aplicación de un pulso láser de alta intensidad (I > 1 GW/cm2; / < 50 ns) en la superficie de un blanco metálico provocando la vaporización súbita de su superficie y su conversión en un plasma de alta temperatura y densidad que induce la propagación de una onda de choque en el blanco. El resultado característico del tratamiento consiste en la inducción de un campo de tensiones residuales de compresión en profundidad y que mejoran el comportamiento de la pieza tratada. En este artículo, se presenta un modelo que permite estudiar la influencia de los distintos parámetros del proceso (irradiancia, radio de la superficie de interacción, duración del pulso, solapamiento entre pulsos distintos, ...). Laser Shock Processing (LSP) is based on the application of a high intensity pulsed Laser beam (I > 1 GW/cm2; / < 50 ns) on a metallic target forcing a sudden vaporization of its surface into a high temperature and density plasma that immediately develops inducing a shock wave propagating into the material. The main acknowledged advantages of LSP consist on its capability of inducing a relatively deep compression residual stresses field into metallic alloy pieces allowing an improved mechanical behaviour. In this paper, a model that allows the study of the effect of the main parameters of the process (laser intensity, spot radius, pulse length, overlapping of shots, ...) is presented.