Lasersko utrjevanje je eden od novih scenarijev uporabe laserske tehnologije. Ta metoda večinoma uporablja laser za lokalno in hitro segrevanje površine materiala, da se doseže namen utrjevanja površine materiala. Uporablja se predvsem na kovinskih materialih. Površinska trdota, odpornost proti obrabi, odpornost proti koroziji in druge lastnosti utrjenega materiala se bodo v različnih stopnjah izboljšale, bistveno pa se bo izboljšala tudi življenjska doba.
Teoretična osnova laserskega utrjevanja je zakon interakcije med laserjem in materiali. Obstajajo trije glavni postopki, in sicer lasersko taljenje in strjevanje, lasersko udarno utrjevanje in lasersko fazno utrjevanje. Razlika med tremi procesi je predvsem v razliki v laserski moči in gostoti laserske energije. In v zvezi s časom delovanja laserja.
Lasersko utrjevanje ima lahko pomembnejšo vlogo v naslednjih scenarijih:
1. Veliki obdelovanci, ki težko vstopijo v peč za toplotno obdelavo.
2. Obdelovanci, ki zahtevajo toplotno obdelavo samo na lokalnih površinah, kot so utori, luknje in robovi.
3. Deli, ki jih je težko obdelati s konvencionalnimi postopki toplotne obdelave.
4. Natančni deli z visokimi zahtevami za deformacijo toplotne obdelave.
5. Toplotna obdelava površine obdelovancev iz litega železa.
6. Deli, ki so nagnjeni k pokanju med običajnimi postopki toplotne obdelave.
7. Deli, ki ne izpolnjujejo zahtev glede trdote s konvencionalnimi postopki toplotne obdelave.
Prednosti laserskega utrjevanja
Kot hitra brezkontaktna metoda obdelave lasersko kaljenje ne zahteva zunanjega utrjevalnega medija, kar ima za posledico majhno deformacijo obdelovanca in hitro ohlajanje. V primerjavi s tradicionalnimi tehnikami, kot sta plamensko kaljenje in naogljičenje, lasersko kaljenje ne zahteva zunanjih medijev, kot sta voda ali olje za hlajenje. Uporablja laser visoke gostote za hitro segrevanje, kar ima za posledico manj procesov in večjo hitrost. Iz rezultatov utrjevanja je razvidno, da je sloj laserskega utrjevanja enoten, trdota pa je 15-20% višja kot pri običajnem utrjevanju.
Globina in pot lasersko utrjenega grelnega sloja sta preprosta in nadzorovana, enostavna za uporabo, zmožna je hitrega prilagajanja procesnih sprememb, z dobro prilagodljivostjo in visoko stopnjo avtomatizacije. Hkrati se lahko s podporo nadzornega sistema smer laserja prilagodljivo spreminja in pri soočanju z utori notranjih lukenj materiala, ki jih je težko prodreti, ali kompleksnih visoko natančnih delov lahko lasersko utrjevanje tudi dobro doseže cilj.
Uporaba laserskega utrjevanja
Lasersko površinsko utrjevanje se pogosto uporablja na področjih, kot so kalupi, mehanska proizvodnja, nafta, kemična industrija, lahka industrija, strojna orodja in avtomobilski deli zaradi odlične toplotne obdelave. Med njimi so kovinske zlitine najpogosteje uporabljeni materiali v industriji s kompleksnimi mikrostrukturami, ki jih je mogoče nadzorovati z lasersko toplotno obdelavo, da se spremenijo njihove mehanske, fizikalne in kemijske lastnosti ter doseže drugačna učinkovitost. Tipični obdelovanci vključujejo kalupe, zobnike, gredi, navoje, vodila, obloge cilindrov, pomembne vojaške izdelke itd.
Lasersko utrjevanje kalupa
Lasersko kaljenje obročastih zobnikov
Lasersko utrjevanje plašča cilindra
