Desarrollo e implementación de un sistema exportable de monitorización y control en tiempo real de procesos de tratamiento superficial de aceros con láser

Abstract

Los tratamientos de temple superficial de metales son ampliamente utilizados en la industria para mejorar las propiedades mecánicas y tribológicas de componentes mecánicos. Estos tratamientos pueden ser realizados mediante láseres de potencia, pero los resultados obtenidos dependen de muchos factores que impiden asegurar la repetibilidad del mismo. El objetivo de la tesis es contribuir a mejorar el resultado final obtenido en estos procesos y garantizar su repetibilidad mediante la introducción de un control del proceso en tiempo real. Para que el garantizar su repetibilidad mediante la introducción de un control del proceso en tiempo real. Para que el sistema desarrollado sea totalmente exportable a la industria se necesita que tanto los equipos propuestos sean utilizables dentro de un ambiente industrial, que se puedan integrar plenamente con equipos industriales y que los programas desarrollados o utilizados no impliquen un tiempo excesivo de formación de personal. Con esta finalidad, se analiza como la combinación de modelos matemáticos y técnicas experimentales pueden constituir una herramienta eficaz con la que se pueden minimizar los costes de los experimentos así como predecir la naturaleza de las modificaciones que estos tratamientos causan en los materiales tratados. Para poder comparar los resultados experimentales con los obtenidos de los modelos se necesita poner de acuerdo los valores de anchura de haz y energía absorbida por la pieza para lo que en la tesis se proponen dos soluciones para su determinación. Se caracteriza el haz láser y pirómetro utilizado para medir la temperatura superficial y se diseña un dispositivo para su sujección y alineación. Por último, se sintoniza el sistema de control y se diseñan pruebas específicas para validar la idoneidad del sistema.