Untuk masa yang lama, teknologi laser telah terkenal dengan penggunaannya yang meluas dalam kimpalan, pemotongan dan penandaan, dan hanya dalam dua tahun ini, dengan mempopularkan pembersihan laser secara beransur-ansur, konsep rawatan permukaan laser telah menjadi lebih dan lebih. tumpuan perhatian dan muncul dalam fikiran orang. Pemprosesan laser dengan cara tanpa sentuhan, fleksibiliti tinggi, kelajuan tinggi, tiada bunyi bising, zon kecil yang terjejas haba tanpa kerosakan pada substrat, tiada bahan habis pakai dan karbon rendah alam sekitar.
Rawatan permukaan lasersebenarnya mempunyai bilangan kategori aplikasi yang sangat besar sebagai tambahan kepada pembersihan laser, seperti penggilap laser, pelapisan laser, pelindapkejutan laser dan sebagainya. Kaedah ini digunakan untuk menukar sifat fizikokimia khusus permukaan bahan, contohnya, untuk menjadikan permukaan diproses menjadi fungsi hidrofobik, atau denyutan laser untuk menghasilkan diameter kira-kira 10 mikron, kedalaman hanya beberapa mikron lekukan kecil. , sebagai cara untuk meningkatkan kekasaran, meningkatkan lekatan permukaan, dan sebagainya.
Selain daripadapembersihan laser, adakah anda tahu jenis rawatan permukaan laser berikut?
Pelindapkejutan laser
Pengerasan laser adalah salah satu penyelesaian untuk pemesinan komponen yang sangat tertekan dan kompleks, membolehkan tekanan yang lebih tinggi dan hayat yang lebih lama untuk bahagian yang haus tinggi, seperti aci sesondol dan alat lentur.
Ia berfungsi dengan memanaskan kulit bahan kerja yang mengandungi karbon pada suhu di bawah sedikit suhu lebur (900 - 1400 darjah , 40 peratus kuasa penyinaran diserap), supaya atom karbon dalam kekisi logam disusun semula ( austenitization), dan kemudian pancaran laser secara berterusan memanaskan permukaan mengikut arah suapan, dan bahan di sekeliling pancaran laser menjadi sejuk dengan cepat apabila pancaran laser bergerak sehingga kekisi logam tidak dapat kembali ke bentuk asalnya, mengakibatkan martensit, yang menyebabkan a Ini mengakibatkan martensit dan peningkatan kekerasan yang ketara.
Kedalaman pengerasan lapisan luar keluli karbon yang dicapai melalui pengerasan laser lazimnya ialah 0.1-1.5mm, dan boleh menjadi 2.5mm atau lebih besar dalam sesetengah bahan. Kelebihan berbanding kaedah pengerasan konvensional ialah:
1. Input haba yang disasarkan adalah terhad kepada kawasan setempat, menyebabkan hampir tiada lenturan komponen semasa pemesinan. Kos kerja semula dikurangkan atau dihapuskan sama sekali;
2. pengerasan walaupun pada geometri kompleks dan komponen ketepatan, membenarkan pengerasan tepat permukaan berfungsi terhad tempatan yang tidak boleh dikeraskan oleh kaedah pengerasan konvensional;
tanpa penyelewengan. Proses pengerasan konvensional menghasilkan herotan disebabkan oleh input tenaga yang lebih tinggi dan pelindapkejutan, tetapi semasa pengerasan laser input haba boleh dikawal dengan tepat kerana teknologi laser dan kawalan suhu. Komponen kekal hampir murni;
Geometri kekerasan komponen boleh ditukar dengan cepat dan "on the fly". Ini bermakna tidak perlu menukar optik/keseluruhan sistem.
Lkebuluran aser
Penghasilan laser adalah salah satu alat proses untuk pengubahsuaian permukaan bahan logam. Dalam proses penstrukturan, laser mencipta geometri yang teratur dalam lapisan atau substrat untuk mengubah suai sifat teknikal dan membangunkan fungsi baharu secara sengaja. Proses ini secara amnya melibatkan penggunaan sinaran laser (biasanya denyutan pendek cahaya laser) untuk menghasilkan geometri tersusun secara tetap pada permukaan dengan cara yang boleh dihasilkan semula. Pancaran laser mencairkan bahan dengan cara terkawal dan dipadukan ke dalam struktur yang ditentukan oleh pengurusan proses yang sesuai.
Contohnya struktur permukaan hidrofobik membenarkan air mengalir keluar dari permukaan. Mencipta struktur sub-mikron pada permukaan dengan laser berdenyut ultrashort membolehkan sifat ini direalisasikan, dan struktur yang akan dicipta boleh dikawal dengan tepat dengan mengubah parameter laser. Kesan sebaliknya, contohnya permukaan hidrofilik, juga boleh direalisasikan.
Panel automotif untuk mengecat, anda mesti membuat permukaan pengedaran seragam plat nipis "micro-pit" untuk meningkatkan lekatan cat, dengan beribu-ribu hingga berpuluh-puluh ribu kali sesaat pancaran laser berdenyut memfokus pada permukaan kejadian roll pada roll, di titik fokus pada permukaan roll untuk membentuk kolam kecil larut, pada masa yang sama di sisi kolam larut mikro bertiup, supaya kolam larut bahan lebur mengikut keperluan yang ditetapkan sebanyak mungkin timbunan ke kolam! Tepi pembentukan tab berbentuk arka, tab kecil dan lubang mikro ini bukan sahaja dapat meningkatkan kekasaran permukaan bahan untuk meningkatkan lekatan cat, tetapi juga meningkatkan kekerasan permukaan bahan untuk memanjangkan hayat perkhidmatan.
Sifat tertentu dihasilkan oleh penstrukturan laser, seperti sifat geseran atau kekonduksian elektrik dan terma beberapa bahan logam. Di samping itu, penstrukturan laser meningkatkan kekuatan ikatan dan hayat perkhidmatan bahan kerja.
Berbanding dengan kaedah tradisional, penstrukturan laser permukaan lebih mesra alam, tidak memerlukan agen peletupan atau bahan kimia tambahan; boleh diulang dan tepat, laser membolehkan struktur terkawal yang tepat kepada mikron dan sangat mudah untuk ditiru; penyelenggaraan yang rendah, laser tidak bersentuhan dan oleh itu benar-benar bebas haus berbanding alat mekanikal yang memakai pantas; dan tidak ada keperluan untuk pasca pemprosesan, tanpa leburan atau sisa pemesinan lain yang tertinggal pada bahagian yang diproses dengan laser.
Kemasan Permukaan Dazzle Laser
Pembajaan laser biasanya digunakan dalam rawatan permukaan yang mempesonakan laser, juga dikenali sebagai penandaan warna laser. Prinsip proses adalah bahawa bahan pemanasan laser, pemanasan tempatan logam sedikit di bawah takat leburnya, dalam parameter proses yang sesuai, pada masa ini, struktur pintu akan berubah; di permukaan bahan kerja akan membentuk lapisan oksida, lapisan filem ini dalam penyinaran cahaya, gangguan cahaya kejadian supaya pelbagai warna pembajaan pada masa ini, permukaan lapisan yang dihasilkan oleh lapisan ini lapisan menandakan berwarna-warni, bersama-sama dengan tidak perlu mengubah sudut pemerhatian, corak penandaan akan diubah daripada pelbagai warna yang berbeza.
Warna-warna ini kekal stabil suhu sehingga lebih kurang. 200 darjah. Pada suhu yang lebih tinggi, pintu masuk kembali ke keadaan asalnya - tandanya hilang. Kualiti permukaan dipelihara utuh. Tahap keselamatan dan kebolehkesanan yang tinggi dicapai dalam aplikasi anti-pemalsuan. Sebagai tambahan kepada tanda hitam baharu dengan laser berdenyut ultrashort, yang telah menjadi terkenal dalam bidang teknologi perubatan sejak beberapa tahun kebelakangan ini, ia juga sesuai untuk penandaan produk dan dengan itu untuk kebolehkesanan unik mengikut arahan UDI.
Pencairan laser
Ia adalah proses pembuatan aditif yang sesuai untuk bahan hibrid logam dan logam-seramik. Dengan ini, geometri 3D boleh dibuat atau diubah suai. Menggunakan kaedah pengeluaran ini, laser juga boleh digunakan untuk pembaikan atau salutan. Oleh itu, dalam sektor aeroangkasa, pembuatan bahan tambahan digunakan untuk membaiki bilah turbin.
Dalam pembuatan alat dan acuan, tepi yang retak atau haus dan permukaan berfungsi berbentuk boleh dibaiki, atau malah berperisai tempatan. Untuk mengelakkan haus dan kakisan, lokasi galas, penggelek atau komponen hidraulik disalut dalam teknologi tenaga atau petrokimia. Pembuatan aditif juga digunakan dalam pembuatan automotif. Banyak komponen diubah suai di sini.
Dalam pelapisan logam laser konvensional, pancaran laser mula-mula memanaskan bahan kerja secara tempatan dan kemudian membentuk kolam lebur. Serbuk logam halus kemudian disembur dari muncung kepala pemprosesan laser terus ke dalam kolam lebur. Semasa lebur logam laser berkelajuan tinggi, zarah serbuk telah dipanaskan hampir kepada suhu lebur di atas permukaan substrat. Akibatnya, sedikit masa diperlukan untuk mencairkan zarah serbuk.
Kesannya: peningkatan ketara dalam kelajuan proses. Disebabkan oleh kesan haba yang lebih kecil, pencairan logam laser berkelajuan tinggi juga memungkinkan untuk menyalut bahan yang sangat sensitif kepada haba, seperti aloi aluminium dan aloi besi tuang. Dengan proses HS-LMD, kadar permukaan yang tinggi sehingga 1500 cm²/min boleh dicapai pada permukaan simetri putaran, manakala kadar suapan sehingga beberapa ratus meter seminit boleh direalisasikan.
Bahagian atau acuan yang mahal boleh dibaiki dengan cepat dan mudah dengan pelapisan logam laser serbuk laser. Kerosakan, besar atau kecil, boleh dibaiki dengan cepat dan hampir tanpa tanda. Perubahan reka bentuk juga mungkin. Ini menjimatkan masa, tenaga dan bahan. Terutama untuk logam mahal seperti nikel atau titanium, ia agak berbaloi. Contoh biasa aplikasi ialah bilah turbin, pelbagai omboh, injap, aci atau acuan.
Rawatan haba laser
Beribu-ribu laser miniatur (VCSEL) dipasang pada satu cip. Setiap pemancar dilengkapi dengan 56 cip tersebut, manakala modul terdiri daripada beberapa pemancar. Kawasan sinaran segi empat tepat boleh mengandungi berjuta-juta laser mikro dan boleh mengeluarkan beberapa kilowatt kuasa laser inframerah.
VCSEL menjana rasuk inframerah dekat dengan intensiti sinaran 100 W/cm² melalui keratan rentas rasuk segi empat tepat berarah yang besar. Pada dasarnya, teknologi ini sesuai untuk semua proses perindustrian yang memerlukan kawalan permukaan dan suhu yang sangat tepat.
Modul rawatan haba laser amat sesuai untuk aplikasi pemanasan kawasan besar di mana ketepatan dan fleksibiliti diperlukan. Berbanding dengan kaedah pemanasan konvensional, proses pemanasan baharu ini menawarkan tahap fleksibiliti, ketepatan dan penjimatan kos yang lebih tinggi.
Teknologi ini boleh digunakan untuk mengelak sel berkantung untuk mengelakkan kerajang daripada berkedut, sekali gus memanjangkan hayat sel. Ia juga boleh digunakan dalam aplikasi seperti pengeringan foil sel, impregnasi cahaya panel solar, dan rawatan tepat kawasan yang akan dipanaskan untuk bahan tertentu seperti wafer keluli dan silikon.
Penggilap laser
Mekanisme bagiteknologi penggilap laseradalah gabungan sempit permukaan dan permukaan atas gabungan, bergantung pada pencairan semula permukaan dan pemejalan semula lapisan cair semula laser. Apabila permukaan logam disinari oleh laser dengan tenaga yang cukup tinggi, permukaan mengalami tahap peleburan semula dan pengagihan semula tertentu, dan permukaan licin dicapai oleh tegasan tegangan permukaan dan graviti sebelum pemejalan.
Keseluruhan ketebalan lapisan lebur adalah kurang daripada ketinggian palung ke puncak, sekali gus membolehkan keseluruhan logam cair mengisi palung berdekatan, daya penggerak untuk pengisian ini ialah kesan kapilari, manakala lapisan lebur yang lebih tebal mendorong logam cecair mengalir keluar dari pusat kolam cair, daya penggerak untuk pengagihan semula ialah kesan termo-kapilari atau kesan Marconi.
Contoh aplikasi seperti seramik silikon karbida, bahan untuk komponen optik teleskop ringan dan besar (terutamanya cermin bersaiz besar dan berbentuk kompleks.) RB-SiC, sebagai bahan kekerasan tinggi, fasa kompleks biasa, mempunyai sukar dan tidak cekap. teknik untuk menggilap ketepatan permukaan. Dengan mengubah suai permukaan RB-SiC prasalut serbuk Si oleh laser femtosaat, permukaan optik dengan kekasaran permukaan Sq 4.45 nm boleh diperolehi selepas hanya 4.5 jam penggilap, yang meningkatkan kecekapan penggilapan lebih daripada tiga kali ganda berbanding dengan pengisaran dan penggilap langsung. Penggilap laser juga digunakan secara meluas dalam penggilap acuan, sesondol dan bilah turbin.
Letupan laser
Laser impact peening, juga dikenali sebagai laser-blasting, ialah ketumpatan tenaga yang tinggi, fokus tinggi, penyinaran laser nadi pendek (λ=1053nm) pada permukaan bahagian logam, permukaan logam (atau lapisan penyerapan) dalam ketumpatan kuasa tinggi peranan laser dalam pembentukan serta-merta letupan plasma, letupan gelombang kejutan dalam kekangan pada lapisan terikat bahagian logam di dalam pemindahan supaya lapisan permukaan bijirin menghasilkan ubah bentuk plastik mampatan di permukaan lapisan bahagian dalam julat yang lebih tebal Dapatkan tegasan mampatan sisa, penghalusan butiran dan kesan pengukuhan permukaan yang lain. Berbanding dengan letupan pukulan mekanikal tradisional mempunyai kelebihan berikut
1. Arah yang kuat: laser bertindak pada permukaan logam pada sudut terkawal, dengan kecekapan penukaran tenaga yang tinggi, manakala sudut hentaman peluru mekanikal adalah rawak;
2. Daya besar: letupan plasma letupan laser yang dihasilkan oleh tekanan serta-merta sehingga beberapa GPa; ketumpatan kuasa: ketumpatan kuasa puncak kesan laser mencapai beberapa berdozen GW/cm2;
Integriti permukaan yang baik: kesan laser pada permukaan hampir tiada kesan sputtering, dan selepas peening pukulan mekanikal, morfologi permukaan rosak untuk menghasilkan kepekatan tekanan.
Kesan laser selepas nilai tegasan mampatan maksimum adalah lebih baik, tegasan mampatan sisa permukaan meningkat sebanyak kira-kira 40 peratus hingga 50 peratus, hayat keletihan bahan kerja, ketahanan terhadap suhu tinggi dan acuan lenturan dan penunjuk nilai berangka lain yang berkaitan telah dipertingkatkan dengan ketara. . Pada masa ini, ia telah digunakan dalam bidang rawatan permukaan pesawat, rawatan permukaan enjin aero dan sebagainya.
