Influência da rugosidade na absorção de laser para tratamento de superfície metálica

Abstract

"O uso de laser na indústria tem aumentado exponencialmente ao longo dos anos, sendo usado em processos distintos como soldagem, gravação de peças, corte de materiais e tratamento térmico de superfície. O presente trabalho teve como objetivo estudar e quantificar a influência da rugosidade nos tratamentos térmicos a laser realizados em superfícies metálicas. O grau de acabamento de uma superfície está relacionado com o valor da sua rugosidade. Essa rugosidade, por sua vez, influencia na refletividade do material e, por consequência, na fração de luz laser que é absorvida por essa superfície. Foram analisadas amostras de aço 300M cujas superfícies foram preparadas com diferentes rugosidades. O aço 300M é um aço de ultra alta resistência, usado em aplicações estruturais como foguetes, trem de pouso, mísseis, máquinas agrícolas, mineração. O valor de rugosidade da superfície irradiada foi quantificado através do uso de rugosímetro, e a medição de refletividade e absorbância foram medidas por espectrofotometria. As amostras de aço foram irradiadas por laser contínuo em 1080 nm. Foi realizada a correlação da profundidade da zona afetada com a rugosidade superficial inicial do material. A zona termicamente afetada pelo aquecimento gerado pelo laser foi estudada por microscopia óptica e por microscopia eletrônica de varredura, revelando as diferentes fases através de ataque de solução NITAL, e também por medida de microdureza. Os resultados mostraram que o aumento da rugosidade da superfície do aço 300M provocou aumento de absorbância, o que por sua vez gerou aumento no volume da zona termicamente afetada e da sua dureza. Esse aumento da dureza e o incremento da altura da superfície sugerem que houve um acréscimo de fase martensítica conforme o aumento a rugosidade."