Lāzera dzēšanas tehnoloģijas princips, īpašības un pielietojums
Lāzera rūdīšana ir progresīvs process, kurā tiek izmantoti augstas enerģijas lāzera stari, lai uzkarsētu materiāla virsmas ārpus to fāžu pārejas punktiem. Materiālam dabiski atdziestot, austenīts pārvēršas martensītā, radot sacietējušu slāni ar izcilu cietību un nodilumizturību uz izstrādājuma virsmas. Šī metode būtiski maina sagataves virsmu mikrostruktūru un īpašības, neapdraudot pamatmateriāla kopējo veiktspēju, panākot lokālu izturības palielināšanu, izmantojot kontrolētu termisko apstrādi.
Lāzera virsmas dzēšanas raksturlielumi ietver:
Augsts jaudas blīvums: lāzera virsmas dzēšanai tiek izmantots fokusēts lāzera stars kā siltuma avots, lai ātri uzsildītu sagataves virsmu un veidotu austenītu.
Ātra uzsildīšana un dzesēšana: Process panāk ātru uzsildīšanu dažu sekunžu laikā (parasti 0,01–0,001 sekundē), efektīvi samazinot sagataves deformāciju. Šī tīrā un efektīvā dzēšanas metode novērš nepieciešamību pēc ūdens vai eļļas kā dzesēšanas līdzekļiem. Salīdzinot ar indukcijas dzēšanas, liesmas dzēšanas un cementēšanas procesiem, lāzera dzēšana nodrošina vienmērīgi sacietējušu slāni ar izcilu cietību (parasti par 1–3 HRC augstāku nekā indukcijas dzēšanas gadījumā).
Minimāla detaļu deformācija: ātrais sildīšanas un dzesēšanas process samazina sagataves deformāciju, ļaujot precīzi kontrolēt sildīšanas dziļumu un trajektoriju. Tas nodrošina automatizāciju, neprasot pielāgotas indukcijas spoles dažādiem detaļu izmēriem, kā tas nepieciešams indukcijas rūdīšanas gadījumā. Tas arī novērš krāsns izmēra ierobežojumus, kas saistīti ar ķīmisko termisko apstrādi, piemēram, lielu detaļu cementēšanu un rūdīšanu. Līdz ar to lāzera rūdīšana arvien vairāk aizstāj tradicionālās metodes, piemēram, indukcijas rūdīšanu un ķīmisko termisko apstrādi dažādos rūpnieciskos pielietojumos. Jāatzīmē, ka lāzera rūdīšana pirms un pēc apstrādes izraisa niecīgu materiāla deformāciju. Augstas temperatūras metāla detaļām, kur rūdīšanas temperatūra precīzi atbilst kušanas temperatūrām, indukcijas virsmas rūdīšana bieži vien bojā stūrus vai nelīdzenas vietas, kā rezultātā rodas brāķi. Lāzera virsmas rūdīšana pilnībā novērš šo ierobežojumu.
Tāpēc tas ir īpaši piemērots detaļu virsmas apstrādei ar augstām precizitātes prasībām. Apstrādātā sagatave nav jāslīpē, un to var izmantot kā pēdējo apdares procesu.
Piemērots sarežģītām formām: Var izmantot sarežģītas formas komponentiem, piemēram, aklajiem caurumiem, iekšējiem caurumiem, mazām rievām, plānsienu detaļām utt. Liela daudzpusība: Pateicoties lielajam lāzera fokusēšanas dziļumam, rūdīšanas laikā nav stingru ierobežojumu attiecībā uz detaļu izmēru, izmēriem vai virsmu. Turpretī esošajai vidējas un augstas frekvences rūdīšanai ir nepieciešami pielāgoti indukcijas sensori dažādām detaļām;
Lāzera rūdīto slāņu biezums parasti ir robežās no 0,3 līdz 2,0 mm atkarībā no tādiem faktoriem kā materiāla sastāvs, specifikācijas, virsmas īpašības un galvenie apstrādes parametri. Veicot rūdīšanas apstrādi lielu transmisijas zobratu vai motora vārpstas komponentu vārpstas kakliem, virsmas raupjums praktiski nemainās. Tas novērš nepieciešamību pēc pēcapstrādes, lai izpildītu īpašas ekspluatācijas prasības.
Lāzera dzēšanas tehnikā tiek izmantotas divas skenēšanas metodes: šaurjoslas skenēšana ar apļveida vai taisnstūrveida punktiem un platjoslas skenēšana, izmantojot lineārus punktus. Šaurjoslas skenēšanas laikā sacietētās zonas platums precīzi atbilst punkta diametram, parasti 5 mm robežās. Liela laukuma sacietēšanas pielietojumiem ir nepieciešama secīga skenēšana, kur pārklājošās zonas rada rūdītas mīkstināšanas joslas. Šo joslu platums ir atkarīgs no punkta īpašībām, un vienādi taisnstūrveida punkti parasti rada mazākas joslas. Lai mazinātu mīkstināšanas joslu negatīvo ietekmi, tiek izmantota platjoslas skenēšanas tehnoloģija. Šī metode pārveido fokusētus apļveida punktus lineāros, ievērojami paplašinot skenēšanas platumu.
Lāzera dzēšanas tehnoloģijas pētniecība, izstrāde un pielietošana pašlaik ir augšupejošā fāzē, lai gan sarežģītu formu sagatavju apstrādē joprojām pastāv problēmas. Tomēr, būdama visprogresīvākā termiskās apstrādes inovācija, lāzera dzēšana ļauj sasniegt tehniskos mērķus, kurus tradicionālās virsmas dzēšanas metodes nespēj sasniegt. Jāatzīmē, ka šis process novērš nepieciešamību pēc dzesēšanas līdzekļa ražošanas laikā, kas atbilst globālās nozares saistībām ievērot "zemas oksidācijas un videi draudzīgas ražošanas" standartus. Tas izrādās īpaši efektīvs dažādu mehānisku komponentu, tostarp griezējinstrumentu malu, vārstu blīvēšanas virsmu, mazu zobratu, miniatūru veidņu, automobiļu detaļu, zobratu gredzenu, darbgaldu vadotņu, motoru vārpstu un reduktoru vārpstu, virsmas termiskajā apstrādē.