La fusión por electrodos consumibles al vacío (VAR) es un proceso que consiste en fundir metal por inducción electromagnética en condiciones de vacío.
Este proceso es especialmente útil para metales y aleaciones que tienen afinidad por el oxígeno y el nitrógeno, lo que hace imposible fundirlos en el aire.
Explicación de los 7 pasos
1. Carga del electrodo
El electrodo que se va a fundir se carga en el horno.
Para aceros especiales y superaleaciones, el electrodo se funde previamente en aire o vacío.
Para metales reactivos como el titanio, el electrodo se fabrica a partir de esponja compactada y/o chatarra, o a partir de un proceso de fusión en horno como Plasma o Haz de Electrones.
2. Configuración de la cámara de vacío
Dos conjuntos mecánicos principales se combinan para formar el recipiente de vacío en el que se produce la fusión: el cabezal móvil del horno y la estación de fusión fija.
La cabeza móvil del horno es la sección superior del recipiente y soporta y controla el movimiento del electrodo.
La estación de fusión fija, que constituye la mitad inferior del recipiente, consiste en un crisol de cobre desmontable colocado en una camisa de agua fija de acero inoxidable.
3. Establecimiento del vacío
Una vez que el electrodo está sujeto al conjunto del ariete, éste eleva el electrodo mientras se baja el cabezal del horno para crear un sello de vacío en la parte superior del crisol.
Una vez establecido el vacío, se activa la fuente de alimentación de CC.
4. Fusión por arco
El sistema de control dispara automáticamente un arco de alta corriente entre el electrodo consumible (cátodo -) y la base del crisol (ánodo +), formando rápidamente un baño de metal fundido.
La separación entre el electrodo de fusión y el baño de metal (separación del arco) se mantiene con precisión, y se establece una velocidad de fusión controlada.
5. Ventajas del vacío
Las gotas de metal que caen a través del hueco del arco están expuestas al ambiente de vacío y a las temperaturas extremas de la zona del arco.
Esto provoca la eliminación de gases disueltos, la vaporización de elementos residuales y la mejora de la limpieza del óxido.
El crisol refrigerado por agua permite la solidificación direccional, evitando la macrosegregación y reduciendo la microsegregación.
6. Solidificación controlada
El baño de metal fundido formado por las gotas de metal se solidifica de forma direccional.
Cuando la velocidad de fusión y la separación del arco se controlan correctamente, esta solidificación direccional evita la segregación y mejora las propiedades del material del lingote.
7. Reducción gradual de la potencia
Hacia el final del proceso, la potencia se reduce gradualmente para proporcionar un tope caliente controlado, maximizando el rendimiento de producto útil.
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