Принцип, карактеристике и примена технологије ласерског гашења
Ласерско каљење је најсавременији процес који користи високоенергетске ласерске зраке за загревање површина материјала изнад њихових тачака фазног прелаза. Како се материјал природно хлади, аустенит се трансформише у мартензит, стварајући очврсли слој са изузетном тврдоћом и отпорношћу на хабање на површини производа. Ова техника значајно модификује микроструктуру и својства површина обратка без угрожавања укупних перформанси основног материјала, постижући локализовано побољшање чврстоће кроз контролисану термичку обраду.
Карактеристике ласерског површинског гашења укључују:
Висока густина снаге: ласерско површинско каљење користи фокусирани ласерски зрак као извор топлоте за брзо загревање површине радног предмета и формирање аустенита.
Брзо загревање и хлађење: Процес постиже брзо загревање у року од неколико секунди (обично 0,01-0,001 секунде), ефикасно минимизирајући деформацију радног предмета. Ова чиста, ефикасна метода каљења елиминише потребу за водом или уљем као расхладним средствима. У поређењу са процесима индукционог каљења, каљења пламеном и наугљеничавања, ласерско каљење даје равномерно очврсли слој са супериорном тврдоћом (обично 1-3HRC већом од индукционог каљења).
Минимална деформација дела: Брз процес загревања и хлађења минимизира деформацију радног предмета, омогућавајући прецизну контролу дубине и путање загревања. Ово омогућава аутоматизацију без потребе за прилагођеним индукционим калемовима за различите величине делова, како је потребно код индукционог каљења. Такође елиминише ограничења величине пећи повезана са хемијским термичким обрадама попут наугљеничавања и каљења за велике компоненте. Сходно томе, ласерско каљење све више замењује традиционалне методе као што су индукционо каљење и хемијска термичка обрада у различитим индустријским применама. Приметно је да ласерско каљење изазива занемарљиву деформацију материјала пре и после обраде. Код металних делова на високим температурама где температуре каљења блиско одговарају тачкама топљења, површинско каљење засновано на индукцији често оштећује углове или неправилне површине, што доводи до отпада. Ласерско површинско каљење у потпуности избегава ово ограничење.
Због тога је посебно погодан за површинску обраду делова са високим захтевима прецизности. Обрађени радни предмет не мора бити брушен и може се користити као последњи поступак завршне обраде.
Погодно за сложене облике: Може се користити за компоненте сложеног облика као што су слепе рупе, унутрашње рупе, мали жлебови, делови са танким зидовима итд. Велика свестраност: Због велике дубине фокусирања ласера, не постоје строга ограничења у погледу величине, димензија или површине делова током каљења. Насупрот томе, постојеће средње-високофреквентно каљење захтева индукционе сензоре направљене по мери за различите делове;
Дубина ласерски очврснутих слојева обично се креће у распону од 0,3-2,0 мм, у зависности од фактора као што су састав материјала, спецификације, карактеристике површине и кључни параметри обраде. Приликом каљења на вратовима вратила великих зупчаника преносника или компоненти вратила мотора, храпавост површине остаје у суштини непромењена. Ово елиминише потребу за накнадном машинском обрадом како би се испунили специфични оперативни захтеви.
Ласерско гашење користи две методе скенирања: скенирање уског појаса кружним или правоугаоним тачкама и скенирање широког појаса коришћењем линеарних тачака. Ширина очврснуте зоне код скенирања уског појаса уско се поклапа са пречником тачке, обично унутар 5 мм. За примене каљења великих површина, потребна су секвенцијална скенирања где преклапајуће зоне стварају темпериране омекшавајуће траке. Ширина ових трака зависи од карактеристика тачке, при чему униформне правоугаоне тачке генерално производе мање траке. Да би се ублажили негативни ефекти омекшавајућих трака, користи се технологија скенирања широког појаса. Ова метода трансформише фокусиране кружне тачке у линеарне, значајно проширујући ширину скенирања.
Истраживање, развој и примена технологије ласерског каљења тренутно су у узлазној фази, иако и даље постоје изазови у обради сложених облика радних предмета. Међутим, као најсавременија иновација у термичкој обради, ласерско каљење омогућава постизање техничких циљева које традиционалне методе површинског каљења тешко постижу. Приметно је да овај процес елиминише потребу за расхладним медијумима током производње, што је у складу са посвећеношћу глобалне индустрије стандардима „ниске оксидације и еколошки прихватљиве производње“. Показао се посебно ефикасним за површинску термичку обраду различитих механичких компоненти, укључујући ивице алата за сечење, површине заптивања вентила, мале зупчанике, минијатурне калупе, аутомобилске делове, зупчане прстенове, вођице машинских алата, вратила мотора и вратила редуктора.