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各类激光加工

  2020-08-13         Chris         8488

激光淬火原理:激光束加热金属表面层,快速冷却,增加金属的硬度。激光淬火技术的优点是对后续加工的要求非常小,可以加工不规则的三维工件

 

激光淬火
激光淬火原理:激光束加热金属表面层,快速冷却,增加金属的硬度。激光淬火技术的优点是它对后续加工的要求非常小,可以加工不规则的三维工件。由于热输入非常小,工件的变形非常小,减少甚至不必做后续加工。
激光淬火属于表面层淬火工艺。仅适用于可硬化的铁基材料。即含碳量在0.2%以上的钢和铸铁。
为了使工件硬化,激光束将金属表面层加热到接近熔点,在大多数情况下约为900 ~ 1400℃。当表面达到所需温度时,激光束离开该位置继续向前,继续向新的方向加热工件表面。在高温下,金属晶格中的碳原子会改变它们的位置(奥氏体化)。一旦激光束离开一个位置,周围的材料就会迅速冷却热表面。这种现象称为自猝灭。由于快速冷却,金属晶格不会恢复到原来的形状,而是产生马氏体。马氏体是一种非常坚硬的金属组织。转化为马氏体可提高材料的硬度。
激光束加热工件的表面层。典型的表面硬化深度范围从0.1到1.5毫米,有些材料达到2.5毫米或更多。表面硬化的深度越大,周围的体积就必须越大,才能使热量迅速出口,使硬化区域能够足够迅速地冷却。激光淬火工艺只需要相对较小的功率密度。同时,工件应在同一平面上加工。因此,激光束应该能够照射在尽可能大的平面上。目前常用的是方形曲面。同样,在激光淬火过程中使用扫描镜组来非常快速地来回移动圆形光斑的激光束。在工件表面形成一条功率密度基本均匀的线。可以产生宽度达60mm的硬化路径。靠近涡轮增压器轴的轴承,如上所示,已经被激光硬化。


(激光熔覆)
为了提高材料的耐磨性或改善表面,采用激光堆焊。采用激光熔覆系统,可在现有工件表面镀上与铸件质量相同的金镀层。无质量损失、无密封、无气孔、无裂缝。
利用激光熔覆系统使激光堆焊技术变得非常简单:在制备的表面上,由激光熔覆产生一个熔池。粉末材料通过喷嘴喷到表面上,当新材料凝固后,开始下一层焊接,或下一工序开始。
一般激光熔覆系统由三个主要功能单元组成:粉末输送器、粉末输送线和带粉末喷嘴的加工镜组。粉末输送器是一个可移动的单位,它位于激光加工机旁边。来自几个容器的粉末气体混合物在粉末输送器中混合成粉末流,并以精确设定的流量定向到粉末喷嘴。集成传感器系统确保高质量的涂层材料在任何时候。

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