1. Egwyddorion Technegol a Phroses Sylfaenol
Mae diffodd laser yn ddull trin wyneb cynyddol gyffredin mewn ffatrïoedd yn y blynyddoedd diwethaf. Yn syml, mae'n golygu defnyddio pelydr laser ynni uchel i arbelydru wyneb rhan fetel yn gyflym, gwresogi haen denau iawn o'r arwyneb metel i dymheredd uchel iawn mewn amser byr iawn, yna dibynnu ar y rhan ei hun i oeri'n gyflym, a thrwy hynny wneud yr wyneb yn galed iawn ac yn gwrthsefyll traul.
Mae gan y broses hon debygrwydd i ddiffodd traddodiadol; mae'r ddau yn cael microstrwythur caled trwy oeri cyflym. Fodd bynnag, mae gan ddiffodd laser ei nodweddion ei hun: dim ond haen wyneb denau iawn y mae'n ei chynhesu, gan adael y tu mewn i'r rhan i raddau helaeth heb ei effeithio, gan arwain at afluniad bach iawn. Ar ben hynny, gall y trawst laser symud yn hyblyg a gall drin rhannau â siapiau cymhleth, sy'n anodd i ddulliau quenching traddodiadol ei gyflawni.
2. Sut Mae Quenching Laser yn Gweithio
Pan fydd pelydr laser yn taro arwyneb metel, mae ynni'n cael ei amsugno gan y metel, ac mae tymheredd yr wyneb yn codi'n gyflym. Ar gyfer dur cyffredin, mae angen i'r tymheredd fod yn fwy na 800 gradd Celsius, ac ar yr adeg honno mae microstrwythur y dur yn trawsnewid yn austenite. Ar hyn o bryd, mae'r pelydr laser yn symud i ffwrdd, ac mae gwres yn cael ei gludo'n gyflym i'r deunydd sylfaen mewnol oer ar gyfradd oeri a all gyrraedd degau o filoedd o raddau Celsius yr eiliad. O dan oeri mor gyflym, mae'r austenite yn trawsnewid yn martensite caled.
Mae yna nifer o bwyntiau allweddol yn y broses hon: rhaid i'r gyfradd wresogi fod yn ddigon cyflym fel nad oes gan y deunydd sylfaen amser i gynhesu; rhaid i'r gyfradd oeri hefyd fod yn ddigon cyflym i gael microstrwythur martensitig dirwy. Gall diffodd laser fodloni'r gofynion hyn yn union. Gall gwblhau gwresogi o fewn milfed o eiliad, yna dibynnu ar afradu gwres cyflym y deunydd sylfaen ei hun.
3. Prif Nodweddion Quenching Laser
Afluniad bach yw'r fantais fwyaf amlwg o ddiffodd laser. Oherwydd mai dim ond haen arwyneb denau sy'n cael ei gynhesu, mae newid tymheredd cyffredinol y rhan yn fach iawn, gan arwain at straen thermol isel. Felly, dim ond un rhan o ddeg o quenching traddodiadol yw maint yr afluniad fel arfer. Mae hyn yn arbennig o bwysig ar gyfer rhannau manwl.
Mae caledwch uchel yn nodwedd arall. Mae gwresogi ac oeri laser cyflym yn cynhyrchu microstrwythur martensitig mân iawn. Mae'r microstrwythur hwn yn well na'r hyn a geir o ddiffodd confensiynol a hefyd yn galetach. Er enghraifft, ar gyfer 45 dur, mae caledwch diffodd confensiynol tua 55 HRC, tra gall diffodd laser gyflawni 60-65 HRC.
Mae detholusrwydd da yn rhoi mantais sylweddol i ddiffodd laser. Gall y pelydr laser reoli'r ardal arbelydredig yn union, gan drin y rhannau sydd angen eu caledu yn unig. Er enghraifft, gellir caledu arwynebau dannedd gêr neu arwynebau gweithio rheilen dywys tra bod ardaloedd eraill yn aros heb eu newid.
Mae lefel uchel o awtomeiddio hefyd yn nodedig. Gellir rheoli'r broses diffodd gyfan gan gyfrifiadur, gyda pharamedrau sefydlog ac ailadroddadwyedd da, sy'n addas ar gyfer cynhyrchu màs.
4. Rheoli Proses ar gyfer Laser Quenching
I berfformio diffodd laser yn dda, mae angen rheoli nifer o baramedrau allweddol.
Mae pŵer laser yn pennu faint o egni mewnbwn. Os yw'r pŵer yn rhy isel, ni fydd tymheredd yr wyneb yn bodloni'r gofynion; os yw'n rhy uchel, gall losgi'r wyneb. Fe'i dewisir yn gyffredinol yn seiliedig ar y math o ddeunydd a gofynion dyfnder caledu, yn nodweddiadol yn amrywio rhwng 500-5000 wat.
Mae cyflymder sganio yn cyfeirio at gyflymder symud y trawst laser. Os yw'r cyflymder yn rhy araf, mae gwres gormodol yn cronni, a allai effeithio ar y deunydd sylfaen; os yw'n rhy gyflym, mae gwresogi yn annigonol, ac mae trawsnewid microstrwythurol yn anghyflawn. Mae angen addasu'r paramedr hwn ar y cyd â phŵer.
Mae maint sbot yn effeithio ar ddwysedd ynni a lled band caled. Mae smotyn bach yn golygu egni crynodedig, gan arwain at haen caledu dwfn ond cul; mae smotyn mawr yn golygu band llydan caled ond haen fas. Mewn cymwysiadau ymarferol, dylid ei ddewis yn seiliedig ar y siâp rhan a'r gofynion caledu.
Mae angen ystyried cymhareb gorgyffwrdd wrth drin ardaloedd mawr. Er mwyn gorchuddio'r ardal gyfan, mae angen i lwybrau sganio'r pelydr laser orgyffwrdd yn rhannol. Mae rhy ychydig o orgyffwrdd yn gadael parthau heb eu caledu; gall gormod o orgyffwrdd achosi tymeru meddalu. Yn gyffredinol, mae'n briodol ei reoli rhwng 10-30%.
5. Pwyntiau Allweddol Triniaeth ar gyfer Gwahanol Ddeunyddiau
Mae gwahanol ddeunyddiau yn ymateb yn wahanol i ddiffodd laser, sy'n gofyn am brosesau gwahanol.
Mae dur carbon canolig ymhlith y deunyddiau mwyaf addas ar gyfer diffodd laser. Mae gan ddeunyddiau fel 45 dur a 40Cr gynnwys carbon cymedrol, gallant gyflawni caledwch uchel ar ôl diffodd, ac maent yn llai tebygol o gracio. Yn ystod prosesu, gall y dwysedd pŵer fod yn briodol uwch, a gall y cyflymder sganio fod yn gyflymach hefyd.
Mae duroedd offer fel Cr12MoV, H13, ac ati, yn gallu caledu'n well oherwydd presenoldeb elfennau aloi. Gall diffodd laser sicrhau haen wedi'i chaledu'n ddyfnach, ond rhaid talu sylw i reoli'r tymheredd gwresogi er mwyn osgoi gorboethi.
Gall deunyddiau haearn bwrw hefyd gael eu diffodd â laser. Fodd bynnag, oherwydd presenoldeb graffit, mae angen sylw arbennig wrth brosesu. Ni all y pŵer fod yn rhy uchel, fel arall bydd y graffit yn dadelfennu ac yn creu mandyllau. Yn gyffredinol, mae angen pretreatment wyneb yn gyntaf i wella amsugno laser.
Mae metelau anfferrus fel aloion alwminiwm, aloion titaniwm, ac ati, yn dangos effeithiau llai amlwg o ddiffodd laser o gymharu â dur, ond gallant gyflawni rhywfaint o effaith cryfhau o hyd. Mae angen rheolaeth baramedr fwy manwl gywir wrth brosesu.
6. Pwysigrwydd Pretreatment Arwyneb
Mae gan lawer o ddeunyddiau metelaidd adlewyrchedd uchel i laserau, yn enwedig deunyddiau fel alwminiwm a chopr, lle mae'r rhan fwyaf o ynni laser yn cael ei adlewyrchu. Er mwyn gwella effeithlonrwydd amsugno ynni laser, mae angen triniaeth arwyneb cyn diffodd.
Mae triniaeth ffosffatio yn ddull a ddefnyddir yn gyffredin. Mae haen o orchudd ffosffad yn cael ei ffurfio ar yr wyneb, sy'n amsugno ynni laser yn dda. Ar ôl triniaeth ffosffatio, gall cyfradd amsugno dur i laser gynyddu o tua 30% i dros 70%.
Mae gorchuddio â phaent sy'n amsugno golau hefyd yn gyffredin iawn. Mae paentiau ar y farchnad sydd wedi'u cynllunio'n benodol ar gyfer triniaeth wres â laser. Gall haen denau wedi'i orchuddio ar yr wyneb wella'r amsugno'n sylweddol. Mae'r paentiau hyn yn llosgi i ffwrdd yn ystod y broses diffodd ac nid ydynt yn aros ar yr wyneb.
Gall garwhau arwyneb hefyd wella amsugno. Mae dulliau fel sgwrio â thywod yn gwneud yr arwyneb yn arw, gan gynyddu amsugno'r laser. Fodd bynnag, sylwch y dylai'r garwedd fod yn briodol; gall rhy arw effeithio ar ansawdd yr arwyneb.
7. Pwyntiau Allweddol ar gyfer Ffurfweddu Offer
Mae system diffodd laser yn bennaf yn cynnwys laser, system symud, system oeri, a system reoli.
Y laser yw'r gydran graidd. Defnyddir laserau ffibr a laserau lled-ddargludyddion yn gyffredin nawr oherwydd eu heffeithlonrwydd trosi electro optegol uchel a chynnal a chadw cymharol syml. Mae dewis pŵer yn dibynnu ar anghenion cynhyrchu. Yn gyffredinol, mae tua 1000 wat yn ddigon ar gyfer rhannau bach, tra bod angen dros 3000 wat ar rannau mawr.
Mae'r system symud yn trin y symudiad cymharol rhwng y pen laser a'r darn gwaith. Mae yna fathau o weithblau symudol, mathau o ben laser symudol, a mathau o fraich robotig. Mae'r dewis yn dibynnu ar faint a siâp y rhan. Mae arwynebau crwm cymhleth fel arfer angen systemau cysylltu aml-echelin.
Mae'r system oeri yn bwysig iawn. Mae angen oeri'r laser ei hun, ac mae angen oeri priodol ar y darn gwaith hefyd wrth ddiffodd. Defnyddir oeri dŵr yn gyffredinol, gan sicrhau llif a thymheredd dŵr oeri sefydlog.
Mae'r system reoli bellach yn cael ei-reoli gan gyfrifiadur. Gall storio setiau lluosog o baramedrau proses i'w galw'n ôl yn uniongyrchol yn ystod y llawdriniaeth. Gall system reoli dda hefyd fonitro paramedrau proses mewn amser real a'u haddasu'n awtomatig i sicrhau ansawdd cyson.
