| flame spray |
Pistola de proyección térmica por llama.
Figura A
- Aire comprimido ( Compressed air )
- Alambre ( Wire )
- Alambre fundido ( Melted wire )
- Alambre y tobera de gas ( Wire and gas nozzle )
- Base preparada metal pulverizado ( Prepared base of pulverized metal )
- Chorro atomizado ( Atomized jet )
- Conos de llama ( Flame cones )
- Entrada combustible gaseoso ( Gaseous fuel inlet )
- Envoltura de aire ( Air envelope )
- Gases quemados ( Burned gases )
- Tapa de aire ( Air cap )
Este dispositivo es una pistola de proyección térmica por llama (flame spray), diseñada para recubrir superficies metálicas con un depósito de metal pulverizado. Su funcionamiento básico es el siguiente:
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Alimentación de combustible y aire
- Por un conducto ingresa combustible gaseoso (por ejemplo, acetileno o propano) y, simultáneamente, aire comprimido .
- Esta mezcla se enciende para generar una llama en la zona de fusión.
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Fusión del alambre
- Se alimenta continuamente un alambre metálico (el material de recubrimiento) hacia el interior de la pistola.
- Cuando el alambre alcanza la región de la llama, se fundido gradualmente, formando gotículas de metal fundido.
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Atomización y proyección
- El aire comprimido , inyectado en forma de conos de llama y envoltura de aire , atomiza esas gotas de metal fundido, transformándolas en un chorro atomizado de pequeñas partículas.
- Estas partículas se proyectan a alta velocidad contra la base preparada (superficie de metal previamente rugosa o acondicionada), adheriéndose y formando una capa continua a modo de recubrimiento.
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Formación del recubrimiento
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Las partículas impactan, se aplanan y solidifican al contacto, construyendo capa tras capa un recubrimiento que incrementa el espesor, restaura dimensiones o mejora propiedades superficiales (resistencia al desgaste, a la corrosión, aislamiento térmico, etc.).
Aplicaciones típicas
- Reparación de piezas desgastadas (ejes, engranajes, cojinetes).
- Protección contra la corrosión o la erosión.
- Mejora de la resistencia al desgaste en herramientas y moldes.
- Construcción de recubrimientos aislantes o conductores, según el material del alambre.
Se le suele englobar dentro de los procesos de “metalizado” o “metalización térmica”, pero conviene matizar:
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Metalizado (térmico) por llama: es precisamente lo que muestra el gráfico. También se le llama “flame spray” o “proyección por llama”: el alambre se funde en la llama y las gotas se atomizan con aire comprimido para proyectarse sobre la pieza.
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Otros tipos de metalizado térmico: existen variantes como el “plasma spray”, el “HVOF” (High Velocity Oxygen Fuel) o el “arc spray” (proyección por arco eléctrico), que usan diferentes fuentes de calor y velocidades de proyección.
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Metalizado por vacío (vacuum metallization): es un proceso completamente distinto, usado sobre todo para recubrimientos muy finos (p. ej. en óptica o decoración), donde el metal se evapora en vacío y se deposita por condensación.
Concluyendo, el dispositivo de la figura corresponde a un tipo concreto de metalizado (metalizado por llama). Sí es “metalizar” la superficie, pero no debe confundirse con otros métodos (plasma, HVOF o vacío) que emplean tecnologías y resultados diferentes.
Figura B
- Aire comprimido ( Compressed air )
- Arco eléctrico ( Electric arc )
- Chorro atomizado ( Atomized jet )
- Fuente de alimentación ( Power supply )
- Material base ( Base material )
- Metal pulverizado ( Atomized metal )
Figura C
- Aire comprimido ( Compressed air )
- Alambre ( Wire )
- Conos de llama ( Flame cones )
- Envoltura de aire ( Air envelope )
- Gas combustible ( Fuel gas )
- Gases en combustión ( Combustion gases )
- Metal base ( Base metal )
- Metal rociado ( Sprayed metal )
- Rocío atomizado ( Atomized spray )
| Figura |
Español |
Inglés |
| B |
Pistola de metalizado por arco eléctrico (o proyección térmica por arco eléctrico) |
Arc-spray gun (or electric-arc thermal spraying) |
| C |
Pistola de metalizado por llama con alambre (o proyección térmica por llama) |
Wire flame-spray gun (or combustion wire spraying) |
Diferencia esencial entre los procesos
| Aspecto |
Figura A – proyección por llama (flame spray) |
Fig. B – proyección por arco eléctrico (arc spray) |
| Fuente de calor |
Combustión de un gas combustible + aire. |
Arco eléctrico entre dos hilos metálicos conectados a una fuente de corriente continua. |
| Material de aporte |
Un único alambre (conductor o no conductor). |
Dos alambres conductores (ánodo y cátodo) que se fusionan en el arco. |
| Atomización |
El aire comprimido envuelve la llama y desgarra las gotas fundidas. |
El aire comprimido sopla directamente sobre el charco que se forma en el arco y pulveriza el metal. |
| Temperatura en la zona de fusión |
Limitada por la llama (≈ 2 800–3 100 °C) → algo más baja. |
Temperatura del arco (≈ 3 500–4 000 °C) → fusión más rápida y tasa de depósito mayor. |
| Oxidación de la aleación |
Algo mayor: la llama contiene productos de combustión. |
Algo menor: no hay gases de combustión, solo aire de atomización. |
| Consumo energético |
Gas combustible (acetileno, propano, etc.) + aire comprimido. |
Energía eléctrica + aire comprimido (sin gases combustibles). |
| Limitaciones de material |
Puede pulverizar hilos conductores o no conductores (bronces, aceros, zinc, aleaciones especiales, e incluso plásticos o cerámicas si se preparan en forma de varilla). |
Solo metales conductores (los dos hilos deben cerrar el circuito). |
| Velocidad de depósito típica |
1 – 5 kg/h. |
8 – 15 kg/h (≈ 3 × más rápida). |
| Temperatura entregada al sustrato |
Más alta ⇒ mayor zona afectada por calor. |
Más baja ⇒ recubrimientos sobre piezas sensibles al temple o a la distorsión. |
| Coste operativo |
Botellas de gas + compresor. |
Electricidad (kWh) + compresor; suele resultar más económico por kg depositado. |
En síntesis:
- Flame spray (Fig. A) funde el alambre en una llama oxicombustible y lo proyecta con aire.
- Arc spray (Fig. B) funde dos hilos en un arco eléctrico interno, eliminando el uso de gases combustibles y triplicando la productividad, pero limitado a metales conductores.
Figura C
La figura C muestra un flame spray de alambre, muy similar al esquema anterior (conos de llama, alambre único, aire comprimido y gas combustible). Se incluye para contrastar con el arc spray y remarcar que:
- Ambos usan aire comprimido para atomizar.
- El arc spray sustituye la llama por el arco, lo que reduce oxidación y sube la tasa de deposición.
- El flame spray mantiene la versatilidad de materiales (conductores y no conductores) y requiere solo un carrete de hilo.
En la práctica, la elección depende de la aleación a pulverizar, la velocidad deseada, la sensibilidad térmica de la pieza y el costo operativo disponible.
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