Robot do hartowania laserowego
Jakość
Hartowanie laserowe ma wysoką gęstość mocy, szybką prędkość chłodzenia, nie wymaga wody ani oleju i innych mediów chłodzących, jest czystym i szybkim procesem hartowania. I hartowanie indukcyjne i hartowanie płomieniowe, nawęglanie i proces hartowania, w porównaniu z hartowaniem laserowym utwardzonej warstwy, wysoka twardość (zwykle wyższa niż hartowanie indukcyjne 1-3 HRC), małe odkształcenie, głębokość nagrzewania i trajektoria nagrzewania są łatwe do kontrolowania, łatwe do zrealizowania automatyzacji, nie wymagają hartowania indukcyjnego zgodnie z różnymi projektami odpowiedniej wielkości elementu cewki indukcyjnej, przetwarzanie dużych części nie wymaga nawęglania, hartowania i innych ograniczeń wielkości pieca do chemicznej obróbki cieplnej, więc w wielu dziedzinach przemysłu stopniowo zastępuje się hartowanie indukcyjne i chemiczną obróbkę cieplną oraz inne tradycyjne procesy. Szczególnie ważne jest to, że odkształcenie przedmiotu obrabianego przed i po hartowaniu laserowym można prawie zignorować, więc jest to szczególnie odpowiednie do obróbki powierzchni części o wysokiej precyzji.
Głębokość warstwy hartowanej laserowo wynosi zazwyczaj od 0,3 mm do 2,0 mm, w zależności od składu, rozmiaru i kształtu komponentu oraz parametrów procesu laserowego. Gdy powierzchnia zęba dużego koła zębatego i czop dużych części wału są hartowane, chropowatość powierzchni pozostaje zasadniczo niezmieniona i może ona spełniać wymagania rzeczywistych warunków pracy bez późniejszej obróbki mechanicznej.
Technologia hartowania metodą topienia laserowego polega na użyciu wiązki laserowej do podgrzania powierzchni podłoża powyżej temperatury topnienia, dzięki wewnętrznemu chłodzeniu podłoża przez przewodzenie ciepła, powierzchnia warstwy topienia jest szybko chłodzona i zestalana. Uzyskana mikrostruktura hartowana metodą topienia jest bardzo gęsta, a mikrostruktura wzdłuż kierunku głębokości jest w kolejności warstwy zestalania metodą topienia, warstwy utwardzania z przemianą fazową, strefy wpływu ciepła i podłoża. Warstwa topienia laserowego ma głębszą głębokość hartowania, wyższą twardość i lepszą odporność na zużycie niż warstwa hartowania laserowego. Wadą tej techniki jest to, że chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego jest w pewnym stopniu uszkodzona, co zazwyczaj wymaga przywrócenia poprzez późniejszą obróbkę. Aby zmniejszyć chropowatość powierzchni części po obróbce topienia laserowego i zmniejszyć ilość późniejszej obróbki, Huazhong University of Science and Technology przygotował specjalną powłokę hartowania metodą topienia laserowego, która może znacznie zmniejszyć chropowatość powierzchni warstwy topienia. Chropowatość powierzchni rolek, prowadnic i innych przedmiotów obrabianych z różnych materiałów w przemyśle metalurgicznym, poddanych obróbce metodą topienia laserowego, jest zbliżona do poziomu uzyskanego w wyniku hartowania laserowego.
Materiały stosowane
Hartowanie laserowe zostało z powodzeniem zastosowane do wzmocnienia powierzchni części zużywających się w przemyśle metalurgicznym, maszynowym i petrochemicznym, szczególnie w celu poprawy żywotności części zużywających się, takich jak rolki, prowadnice, koła zębate i krawędzie tnące; efekt jest niezwykły i przyniósł duże korzyści ekonomiczne i społeczne. W ostatnich latach jest coraz szerzej stosowane do wzmocnienia powierzchni matryc, kół zębatych i innych części.
Praktyczne zastosowanie
Technologia hartowania laserowego może być stosowana do wzmacniania powierzchni różnych szyn prowadzących, dużych kół zębatych, czopów, ścianek cylindrów, form, amortyzatorów, kół ciernych, rolek, części rolek. Materiał odpowiedni do stali średnio- i wysokowęglowej, żeliwa.
Przykład zastosowania hartowania laserowego: ruchomy rysunek cylindra silnika żeliwnego wzmocniony hartowaniem laserowym zwiększa swoją twardość z HB230 do HB680, a jego żywotność wydłuża się 2–3-krotnie.
Przekładnia jest szeroko stosowaną częścią w przemyśle maszynowym. Aby poprawić nośność przekładni, konieczne jest hartowanie powierzchni przekładni. Istnieją dwa główne problemy w tradycyjnym hartowaniu przekładni, takie jak chemiczna obróbka powierzchni, taka jak nawęglanie i azotowanie, indukcyjne hartowanie powierzchni, hartowanie powierzchni płomieniem itp., tzn. odkształcenie jest duże po obróbce cieplnej i niełatwo jest uzyskać równomierny rozkład zahartowanej warstwy wzdłuż profilu zęba, co wpływa na żywotność przekładni.
Charakterystyka
1. Części hartowane nie ulegają odkształceniu, a cykl cieplny hartowania laserowego jest szybki.
2. Prawie żadne uszkodzenie chropowatości powierzchni dzięki zastosowaniu cienkiej powłoki z ochroną antyoksydacyjną.
3. Numeryczne sterowanie hartowaniem laserowym bez kwantyfikacji pęknięć.
4. Sterowanie numeryczne hartowania dla miejsc hartowania lokalnego, rowkowego i rowkowego.
5. Hartowanie laserowe jest czyste i nie wymaga stosowania mediów chłodzących, takich jak woda lub olej.
6. Twardość hartowania jest wyższa niż w przypadku metody konwencjonalnej, mikrostruktura warstwy hartowniczej jest drobna, a wytrzymałość dobra.
7. Hartowanie laserowe jest szybkim nagrzewaniem, samoczynnym hartowaniem, nie wymaga izolacji pieca i chłodzenia, jest procesem obróbki cieplnej przyjaznym dla środowiska i wolnym od zanieczyszczeń, można je łatwo wdrożyć do równomiernego hartowania na dużych powierzchniach form.
8. Dzięki dużej prędkości nagrzewania laserowego, małej powierzchni oddziaływania ciepła i hartowaniu przez skanowanie powierzchni, czyli natychmiastowemu lokalnemu hartowaniu przez nagrzewanie, odkształcenie obrabianej formy jest bardzo małe.
9. Ponieważ kąt rozbieżności wiązki laserowej jest bardzo mały i ma ona dobrą kierunkowość, może ona lokalnie hartować powierzchnię formy za pomocą układu światłowodowego.
Głębokość warstwy utwardzającej w procesie utwardzania powierzchniowego laserem wynosi zazwyczaj 0,3 ~ 1,5 mm.
Kompozycja
laser
Sprzęt używany do gaszenia laserowego obejmuje lasery światłowodowe półprzewodnikowe, lasery światłowodowe, lasery całkowicie na ciele stałym, spośród których lasery światłowodowe półprzewodnikowe są szeroko stosowane w dziedzinie gaszenia.
Przy wyborze lasera należy wziąć pod uwagę następujące aspekty:
1. Dobra jakość wiązki laserowej, szybkość konwersji elektrooptycznej, apertura numeryczna włókna oraz stabilność modów.
2. Stabilność mocy wyjściowej lasera.
3. Laser powinien charakteryzować się wysoką niezawodnością i być w stanie sprostać ciągłej pracy w środowisku przetwarzania przemysłowego.
4. Laser sam w sobie powinien mieć dobrą konserwację, diagnostykę usterek i funkcje łączenia;
5. Obsługa jest prosta i wygodna.
6. Ekonomiczne i techniczne umiejętności producenta sprzętu, stopień wiarygodności. Należy unikać oszczędzania na groszach i oszczędzania na funtach.
7. Czy zapewnione jest dodatkowe źródło części zamiennych do sprzętu i czy kanał dostaw jest sprawny.
Wyświetlanie obrazu
