Hartowanie laserowe technologie 2021 roku

Hartowanie laserowe jest metodą mającą na celu poprawę odporności materiału na zużycie. Hartowanie laserem wykorzystywane jest do wydłużenia żywotności części maszyn i urządzeń, które pracują w wymagających warunkach.

Proces hartowania laserowego – energia wiązki laserowej jest przyłożona bezpośrednio do powierzchni elementu. Warstwa wierzchnia zostaje w bardzo krótkim czasie podgrzana do temperatury hartowania (>1000°C) na określonej powierzchni, a następnie szybko schłodzona. Zaletą zastosowania lasera jest stosunkowo niewielka ilość wprowadzanego ciepła, dzięki czemu ciepło jest stosunkowo szybko przekazywane do materiału podstawowego. Podczas tworzenia się struktury martenzytycznej i “chłodzenia” warstwy utwardzającej powstaje samoutwardzanie. Precyzyjnie ukierunkowana energia sprawia, że element jest poddawany stosunkowo niewielkiemu oddziaływaniu ciepła, co daje dużą korzyść w postaci minimalnych odkształceń hartowniczych.

hartowanie laserowe technologia

Hartowanie laserowe technologia i możliwości

Nowoczesne technologie laserowe w 2021 roku pozwalają na realizowanie procesu hartowania szybko, solidnie i precyzyjnie. Ma to szczególne znaczenie zwłaszcza w przypadku dużych elementów. Hartowanie dużych elementów za pomocą lasera umożliwia częściowe utwardzenie wybranych, obciążonych obszarów funkcjonalnych na powierzchni detalu. Hartowanie laserowe robotami przemysłowymi jest procesem, który realizowany jest pod pełną kontrolą dlatego ta technologia umożliwia hartowanie małych promieni czy krawędzi.

Jakie materiały można hartować laserowo ? Nowoczesne rozwiązania umożliwiają hartowanie stali o zawartości co najmniej 0,45 procent węgla. Jeśli zawartość węgla jest niższa, można uzyskać tylko niższą twardość. Tak więc maksymalna twardość, jaką można osiągnąć, zależy zawsze od materiału podstawowego.

Czy materiały można hartować drugi raz ? Ponowne hartowanie materiałów. Większość materiałów, które zostały zahartowane laserowo, można zahartować po raz drugi. Zazwyczaj jednak z niewielką utratą twardości, ponieważ w raz zahartowanym w przedmiocie powstają naprężenia, które wpływają na wynik twardości podczas ponownego procesu.

Co wpływa na twardość hartowanego materiału ? Poza rodzajem materiału o czym można przeczytać wyżej na twardość i głębokość penetracji może wpływać również prędkość posuwu i moc lasera. Przy dużych prędkościach posuwu i dużej mocy, powierzchnia utwardza się mocno, ale niezbyt głęboko. Wolny posuw z mniejszym nakładem energii osiąga większą głębokość penetracji. Hartowanie laserowe robotami umożliwia dokładne zaplanowanie szybkości i głębokości przenikania. Najczęściej prędkość hartowania wiązką laserową wynosi 2-5 mm/s.

hartowanie laserowe usługi

Lasery do hartowania z nowoczesną techniką sterowania

Postęp technologiczny wymusza na producentach coraz bardziej zaawansowane rozwiązania, przy produkcji których wymagane są precyzyjne technologie mogące pracować z dokładnością 0,1 milimetra. Wyzwaniem przy hartowaniu takich geometrii jest taka regulacja mocy lasera, aby temperatura w hartowanych obszarach i głębokość hartowania laserowego były stałe i niezależnie od grubości metalu.

Technologie laserowe wykorzystują w tym celu dwie technologie. Temperatura powierzchni elementu jest mierzona podczas procesu hartowania za pomocą pirometru zintegrowanego z układem optycznym. Pierwsza metoda polega na sterowaniu skanerem, który zmienia prędkość wiązki laserowej na powierzchni, a druga zaś reguluje intensywność lasera. Dzięki temu proces hartowania laserowego zapewnia doskonałą twardość oraz wyjątkową precyzje.

Optyka do hartowania laserowego

Precyzja w procesie hartowania laserem osiągana jest między innymi za pomocą nowoczesnych rozwiązań optycznych. W związku z tym, że lasery do hartowania bardzo często stosowane są nawet do bardzo małych przedmiotów i skomplikowanych geometrii, jakość optyki jest kluczowa w osiągnięciu zakładanej precyzji i jakości.

Dzięki nowoczesnym systemom optycznym możliwe jest hartowanie przedmiotów, które do tej pory nie mogły być obrabiane tą technologią. Są to głównie małe przedmioty, które wymagają utwardzenie na wewnętrznych ściankach. Przy niewielkiej średnicy wewnętrznej proces hartowania był niekiedy niemożliwy. W przeszłości lasery o odpowiedniej mocy nie mieściły się w otworach mniejszych niż 15 mm. Teraz ma się to zmienić.

Kontakt