การแข็งตัวของพื้นผิวด้วยเลเซอร์: การเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุด้วยการตัด-ข้อดีและการใช้งานของคมตัด

May 07, 2024 ฝากข้อความ

การชุบแข็งด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในสถานการณ์ใหม่สำหรับการใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ วิธีการนี้ใช้เลเซอร์เป็นหลักเพื่อให้ความร้อนแก่พื้นผิววัสดุในพื้นที่และรวดเร็วเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการเสริมความแข็งแกร่งให้กับพื้นผิววัสดุ ส่วนใหญ่จะใช้กับวัสดุโลหะ ความแข็งของพื้นผิว ความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน และคุณสมบัติอื่น ๆ ของวัสดุชุบแข็งจะได้รับการปรับปรุงเป็นองศาที่แตกต่างกัน และอายุการใช้งานก็จะได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน

 

Kings Laser RS LQM R3000 3000W automated fiber laser surface hardening machine setup with multi axis robotic system

 

พื้นฐานทางทฤษฎีของการชุบแข็งด้วยเลเซอร์คือกฎปฏิสัมพันธ์ระหว่างเลเซอร์กับวัสดุ มีกระบวนการหลักสามกระบวนการ ได้แก่ การหลอมด้วยเลเซอร์และการแข็งตัวของการแข็งตัว การแข็งตัวด้วยเลเซอร์และการชุบแข็งด้วยเลเซอร์ ความแตกต่างระหว่างกระบวนการทั้งสามส่วนใหญ่อยู่ที่ความแตกต่างในกำลังเลเซอร์และความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ และเกี่ยวข้องกับเวลาออกฤทธิ์ของเลเซอร์

 

การชุบแข็งด้วยเลเซอร์สามารถมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในสถานการณ์ต่อไปนี้:

1. ชิ้นงานขนาดใหญ่ที่เข้าเตาบำบัดความร้อนได้ยาก

2. ชิ้นงานที่ต้องการความร้อนเฉพาะพื้นผิวเฉพาะ เช่น ร่อง รู และขอบ

3. ชิ้นส่วนที่ยากต่อการบำบัดด้วยกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนแบบเดิมๆ

4. ชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำซึ่งมีความต้องการสูงในการเปลี่ยนรูปด้วยความร้อน

5. การอบชุบผิวชิ้นงานเหล็กหล่อด้วยความร้อน

6. ชิ้นส่วนที่มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวในระหว่างกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนแบบธรรมดา

7. ชิ้นส่วนที่ไม่ตรงตามข้อกำหนดด้านความแข็งผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนแบบเดิม

 

ข้อดีของการชุบแข็งด้วยเลเซอร์

เนื่องจากเป็นวิธีการตัดเฉือนแบบไม่สัมผัส-ที่รวดเร็ว การชุบแข็งด้วยเลเซอร์จึงไม่ต้องใช้สื่อในการชุบแข็งภายนอก ส่งผลให้ชิ้นงานเสียรูปเล็กน้อยและความเร็วการทำความเย็นที่รวดเร็ว เมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคแบบดั้งเดิม เช่น การชุบแข็งด้วยเปลวไฟและการชุบแข็งด้วยคาร์บูไรซิ่ง การชุบแข็งด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้สื่อภายนอก เช่น น้ำหรือน้ำมันในการทำความเย็น ใช้เลเซอร์ความหนาแน่นสูง-เพื่อให้ความร้อนอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้กระบวนการน้อยลงและความเร็วเร็วขึ้น จากผลการชุบแข็ง จะเห็นได้ว่าชั้นการชุบแข็งด้วยเลเซอร์มีความสม่ำเสมอ และมีความแข็งสูงกว่าการชุบแข็งแบบทั่วไปถึง 15-20%

ความลึกและวิถีของชั้นทำความร้อนชุบแข็งด้วยเลเซอร์นั้นเรียบง่ายและควบคุมได้ ใช้งานง่าย สามารถปรับการเปลี่ยนแปลงกระบวนการได้อย่างรวดเร็ว พร้อมความยืดหยุ่นที่ดีและมีระบบอัตโนมัติในระดับสูง ในเวลาเดียวกัน ด้วยการสนับสนุนของระบบควบคุม ทิศทางของเลเซอร์สามารถเปลี่ยนได้อย่างยืดหยุ่น และเมื่อเผชิญกับร่องของรูด้านในของวัสดุที่เจาะยากหรือชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง-ที่ซับซ้อน การชุบแข็งด้วยเลเซอร์ก็สามารถบรรลุเป้าหมายได้เช่นกัน

 

เพื่อนำข้อได้เปรียบในการชุบแข็งเหล่านี้ไปใช้ในการผลิตที่มีภาระสูง-สมัยใหม่ได้สำเร็จ การเลือกใช้การตั้งค่าฮาร์ดแวร์แบบหลาย-แบบอัตโนมัติถือเป็นกุญแจสำคัญ ด้านล่างนี้คือการตั้งค่าทางอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสูง-ของเรา:

 

Kings Laser 3000W fiber laser quenching and hardening system with industrial robotic arm and heavy duty rotary axis

King's Laser RS-LQM-R3000 3000เครื่องชุบแข็งด้วยเลเซอร์

 

การประยุกต์ใช้การชุบแข็งด้วยเลเซอร์

การชุบแข็งพื้นผิวด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น แม่พิมพ์ การผลิตเชิงกล ปิโตรเลียม อุตสาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมเบา เครื่องมือฮาร์ดแวร์ และชิ้นส่วนยานยนต์ เนื่องจากมีประสิทธิภาพการรักษาความร้อนที่ดีเยี่ยม โลหะผสมเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม โดยมีโครงสร้างจุลภาคที่ซับซ้อนซึ่งสามารถควบคุมได้ด้วยการบำบัดความร้อนด้วยเลเซอร์ เพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกล ทางกายภาพ และทางเคมี และบรรลุประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ชิ้นงานทั่วไป ได้แก่ แม่พิมพ์ เกียร์ เพลา เกลียว รางนำ ปลอกสูบ ผลิตภัณฑ์ทางการทหารที่สำคัญ ฯลฯ

 

การแข็งตัวของแม่พิมพ์ด้วยเลเซอร์

 

High power laser surface hardening head processing a rotating round metal mold component

 

การชุบแข็งด้วยเลเซอร์ของเฟืองวงแหวน

 

Heavy duty robotic laser quenching system processing a large industrial ring gear component

 

การแข็งตัวด้วยเลเซอร์ของปลอกสูบ

 

Laser surface hardening head applying precise internal quenching treatment to an industrial cylinder liner