El tratamiento de superficies con láser es el uso de un rayo láser de densidad de alta potencia para calentar la superficie del material sin contacto. La tecnología de modificación de la superficie se realiza mediante el enfriamiento por conducción de la propia superficie del material. Es de gran beneficio para mejorar las propiedades mecánicas y físicas de la superficie del material, así como para mejorar la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la fatiga de las piezas. En los últimos años, las tecnologías de tratamiento de superficies con láser, como la limpieza con láser, el enfriamiento con láser, la aleación con láser, el refuerzo por impacto con láser, el recocido con láser, así como el revestimiento con láser, la impresión 3D con láser, el revestimiento con láser y otras tecnologías de fabricación aditiva con láser, han abierto amplias perspectivas de aplicación. .
1. limpieza con láser
Limpieza láseres una nueva tecnología de limpieza de superficies en rápido desarrollo, que utiliza un rayo láser pulsado de alta energía para irradiar la superficie de la pieza de trabajo de modo que la superficie de la suciedad, las partículas o el recubrimiento se evaporen o se expandan instantáneamente, para lograr un proceso limpio. La limpieza con láser se divide principalmente en eliminación de óxido, eliminación de aceite, eliminación de pintura, recubrimiento y otros procesos; Se utiliza principalmente en limpieza de metales, limpieza de reliquias culturales, limpieza de edificios, etc. Basado en sus funciones integrales, procesamiento preciso y flexible, alta eficiencia y ahorro de energía, protección ambiental ecológica, sin daños al sustrato, inteligencia, buena calidad de limpieza, seguridad, amplia gama de aplicaciones y otras características y ventajas, es cada vez más popular en diversos campos industriales.
En comparación con los métodos de limpieza tradicionales, como la limpieza por fricción mecánica, la limpieza contra la corrosión química, la limpieza por impacto fuerte de sólidos líquidos y la limpieza ultrasónica de alta frecuencia, la limpieza con láser tiene ventajas obvias.
2. Enfriamiento por láser
Enfriamiento por láserUtiliza el láser de alta energía como fuente de calor para calentar y enfriar la superficie del metal rápidamente, completar instantáneamente el proceso de enfriamiento, obtener una estructura martensítica ultrafina de alta dureza, mejorar la dureza y la resistencia al desgaste de la superficie del metal y formar compresión. tensión en la superficie para mejorar la resistencia a la fatiga. Las principales ventajas de este proceso incluyen una pequeña zona afectada por el calor, una pequeña deformación, un alto grado de automatización, una buena flexibilidad de enfriamiento selectivo, una alta dureza del grano refinado y una protección ambiental inteligente. Por ejemplo, el punto láser se puede ajustar para atenuar la posición de cualquier ancho; En segundo lugar, el cabezal láser está vinculado a un robot multieje para templar el área designada de piezas complejas. Por ejemplo, el enfriamiento por láser es extremadamente frío y caliente, y la tensión y la deformación del enfriamiento son pequeñas. La deformación de la pieza de trabajo antes y después del templado con láser puede casi ignorarse, por lo que es especialmente adecuado para el tratamiento superficial de piezas que requieren alta precisión.
En la actualidad, el endurecimiento por láser se ha aplicado con éxito al fortalecimiento de superficies de piezas de desgaste en la industria automotriz, la industria de moldes, herramientas de hardware y la industria de maquinaria, especialmente para mejorar la vida útil de engranajes, superficies de ejes, rieles guía, mandíbulas y moldes. y otras piezas de desgaste, y el efecto es notable. Las características de enfriamiento por láser son las siguientes:
1) El enfriamiento por láser es un calentamiento rápido, autoenfriamiento y no requiere aislamiento del horno ni enfriamiento por refrigerante. Es un proceso de tratamiento térmico ecológico y libre de contaminación que puede implementar fácilmente un enfriamiento uniforme de grandes superficies de moldes;
2) Debido a que la velocidad de calentamiento del láser es rápida, la zona afectada por el calor es pequeña y el enfriamiento por calentamiento por escaneo de la superficie es un enfriamiento por calentamiento local instantáneo, por lo que la deformación del molde tratado es muy pequeña;
3) Debido al pequeño ángulo de divergencia del rayo láser, tiene buena directividad y puede realizar un enfriamiento local preciso de la superficie del molde a través del sistema de guía de luz;
4) La profundidad de la capa endurecida del enfriamiento de la superficie con láser es generalmente 0.3 ~ 1,5 mm.
3. recocido por láser
El recocido por láser se refiere al proceso de tratamiento térmico que utiliza un láser para calentar la superficie de un material, exponer el material a altas temperaturas durante un largo período de tiempo y luego enfriarlo lentamente. El objetivo principal del proceso es liberar tensiones, aumentar la ductilidad y tenacidad del material y producir una microestructura especial. Puede ajustar la estructura de la matriz, reducir la dureza, refinar el grano y eliminar la tensión interna. En los últimos años, la tecnología de recocido por láser también se ha convertido en un nuevo proceso en la industria de procesamiento de semiconductores, que puede mejorar en gran medida la integración de circuitos integrados.
4. fortalecimiento del choque con láser
La tecnología de fortalecimiento de impacto láser es un tipo de alta tecnología que utiliza ondas de choque de plasma generadas por un potente rayo láser para mejorar la capacidad antifatiga, antidesgaste y anticorrosión de los materiales metálicos. Tiene las ventajas de no tener zona afectada por el calor, alta utilización de energía, alta tasa de deformación, fuerte controlabilidad y notable efecto de fortalecimiento. Al mismo tiempo, el fortalecimiento por impacto con láser tiene las características de una tensión de compresión residual más profunda, una mejor microestructura e integridad de la superficie, una mejor estabilidad térmica y una vida más larga. En los últimos años, la tecnología se ha desarrollado rápidamente y es muy útil en los campos aeroespacial y de defensa nacional. Además, la función del uso de recubrimiento es principalmente proteger la pieza de trabajo de la quemadura del láser y mejorar la absorción de la energía del láser, y los materiales de recubrimiento comúnmente utilizados son pintura negra y papel de aluminio.
El granallado por láser (LP), también conocido como fortalecimiento por choque láser (LSP), es un proceso aplicado al campo de la ingeniería de superficies, es decir, el uso de rayos láser pulsados de alta potencia para crear tensión residual en un material para mejorar la resistencia al daño de la superficie del material (como resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga), o para mejorar la resistencia de la sección delgada de un material para fortalecer la dureza de la superficie del material.
A diferencia de la mayoría de las aplicaciones de procesamiento de materiales, LSP no utiliza potencia láser para el tratamiento térmico para lograr los resultados deseados, sino que utiliza el impacto de un haz para el mecanizado. Rayo láser de alta potencia con superficie de la pieza de trabajo objetivo de impacto de pulso corto de alta potencia.
El haz de luz incide en la pieza de metal, vaporizándola instantáneamente en una fina capa de estado de plasma y aplicando presión de onda de choque a la pieza de trabajo. A veces se aplica una fina capa de revestimiento opaco a la pieza de trabajo para reemplazar la evaporación del metal. Para presurizar, el plasma (normalmente agua) se captura utilizando otros materiales de revestimiento transparentes o capas de interferencia inercial.
El plasma produce un efecto de onda de choque, remodelando la microestructura de la superficie de la pieza de trabajo en el punto de impacto, lo que a su vez crea una reacción en cadena de expansión y compresión del metal. La profunda tensión de compresión generada por esta reacción puede prolongar la vida útil del componente.
5. aleación por láser
La aleación por láser es una nueva tecnología de modificación de superficies, que puede preparar un recubrimiento compuesto de cermet reforzado nanocristalino único amorfo en la superficie de piezas estructurales de acuerdo con las diferentes condiciones de servicio de los materiales de aviación mediante el uso de un rayo láser de alta densidad de energía con alta velocidad de calentamiento y condensación. En comparación con la tecnología de aleación láser, la tecnología de revestimiento láser tiene las características de una menor tasa de dilución del sustrato en el baño fundido, una zona afectada por el calor más pequeña, una menor deformación térmica de la pieza de trabajo y una menor tasa de desechos de la pieza de trabajo después del tratamiento de revestimiento láser. El revestimiento láser puede mejorar significativamente las propiedades de la superficie de los materiales, puede repararse por fallas de desgaste de los materiales, con alta eficiencia, alta velocidad, protección ambiental ecológica y sin contaminación y buen rendimiento de la pieza de trabajo después del tratamiento.
6. revestimiento láser
Revestimiento láserLa tecnología es también una de las nuevas tecnologías de modificación de superficies que representa la dirección de desarrollo y el nivel de ingeniería de superficies. La tecnología de revestimiento láser se ha convertido en un punto importante en el estudio de la modificación de superficies de aleaciones de titanio debido a sus ventajas de no contaminación y de unión metalúrgica entre el revestimiento y el sustrato. El revestimiento cerámico de revestimiento láser o el revestimiento compuesto reforzado con partículas cerámicas es una forma eficaz de mejorar la resistencia al desgaste de la superficie de las aleaciones de titanio. De acuerdo con las condiciones de trabajo reales, se selecciona el sistema de materiales apropiado y se pueden lograr los mejores requisitos del proceso mediante la tecnología de revestimiento láser. La tecnología de revestimiento láser puede reparar varias piezas defectuosas, como las palas de los motores de los aviones.
La diferencia entre la aleación de superficies por láser y el revestimiento de superficies por láser es que la capa de aleación se forma mezclando los elementos de aleación agregados y la superficie del sustrato en estado líquido. El revestimiento de la superficie con láser consiste en fundir todo el revestimiento previo y fundir la superficie del sustrato, de modo que la capa de revestimiento y el material del sustrato formen una combinación metalúrgica y mantengan la composición de la capa de revestimiento básicamente sin cambios. La tecnología de aleación y revestimiento por láser se utiliza principalmente para mejorar la resistencia al desgaste de la superficie, la resistencia a la corrosión y la resistencia al grado de las aleaciones de titanio.
En la actualidad, la tecnología de revestimiento láser se ha utilizado ampliamente en la reparación y modificación de superficies metálicas, pero aunque el revestimiento láser tradicional tiene las ventajas y características de procesamiento flexible, reparación de formas, aditivos personalizados, etc., la eficiencia del trabajo es baja y Las necesidades de producción y procesamiento rápidas y a gran escala requeridas en algunos campos de producción no pueden satisfacerse. Para satisfacer la demanda de producción de gran volumen y alta velocidad y mejorar la eficiencia del revestimiento, surgió la tecnología de revestimiento láser de alta velocidad.
7. grabado láser
El procesamiento de grabado láser es el uso de tecnología de control numérico como base, el rayo láser de alta energía proyectado sobre la superficie del material, el uso del efecto térmico del láser, la superficie del material para producir un patrón claro del proceso de procesamiento láser. La deformación física del material de procesamiento en el instante de fusión y gasificación bajo la irradiación del grabado láser puede hacer que el grabado láser cumpla el propósito del procesamiento. El grabado láser es el uso de láser para escribir palabras en el objeto, esta tecnología graba la palabra sin marcas, la superficie del objeto es lisa y plana, la escritura no se desgasta. Sus características y ventajas incluyen: seguridad y confiabilidad; Preciso y fino, la precisión puede alcanzar 0.02 mm; Ahorra protección del medio ambiente, el procesamiento ahorra materiales; Grabado de alta velocidad y alta velocidad según el patrón de salida; Bajo costo, no limitado por la cantidad de procesamiento.
8. impresión láser 3D
El proceso utiliza tecnología de revestimiento láser, el uso de una boquilla de irradiación láser que transporta el flujo de polvo, funde directamente el polvo elemental o de aleación, después de que sale el rayo láser, el líquido de aleación se solidifica rápidamente para lograr un moldeado rápido de la aleación. En la actualidad, se ha utilizado ampliamente en modelado industrial, fabricación de maquinaria, aeroespacial, militar, arquitectura, cine y televisión, electrodomésticos, industria ligera, medicina, arqueología, cultura y arte, escultura, joyería y otros campos.
9. Tratamiento de superficies con láser y fabricación aditiva.
En la actualidad, la tecnología, los procesos y los equipos de tratamiento de superficies con láser y fabricación aditiva se utilizan ampliamente en metalurgia, maquinaria de minería, moldes, energía petrolera, herramientas de hardware, transporte ferroviario, aeroespacial, maquinaria y otras industrias.
10. galvanoplastia láser
La galvanoplastia láser es una nueva tecnología de galvanoplastia por haz de alta energía, que es de gran importancia para la producción y reparación de dispositivos microelectrónicos y circuitos integrados a gran escala. En la actualidad, aunque los principios del revestimiento con láser, la ablación con láser, la deposición con láser de plasma y la inyección con láser todavía están en investigación, la tecnología ya está en uso. Cuando se irradia un láser continuo o un láser pulsado sobre la superficie del cátodo del baño de galvanoplastia, no sólo se puede mejorar en gran medida la velocidad de deposición del metal, sino que también se puede obtener el recubrimiento no blindado con la geometría compleja esperada controlando la trayectoria. del rayo láser por ordenador.
En comparación con la galvanoplastia ordinaria, sus ventajas son:
(1) La velocidad de deposición es rápida, como el revestimiento de oro con láser de hasta 1 μm/s, el revestimiento de cobre con láser de hasta 10 μm/s, el revestimiento de oro con láser de hasta 12 μm/s, el revestimiento de cobre con láser de hasta 50 μm/s;
(2) La deposición de metal solo ocurre en el área de irradiación láser y el recubrimiento de deposición local se puede obtener sin utilizar medidas de protección, simplificando así el proceso de producción;
(3) la fuerza de unión del recubrimiento mejora enormemente;
(4) Control automático fácil de lograr;
(5) Guardar metales preciosos;
(6) Ahorre inversión en equipos y tiempo de procesamiento.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. es una empresa de alta tecnología que se especializa en I+D, fabricación y venta de máquinas de revestimiento láser automáticas, máquinas de revestimiento láser de alta velocidad, máquinas de enfriamiento láser, máquinas de soldadura láser y equipos de impresión láser 3D. Nuestros productos son rentables y se venden a nivel nacional y en el extranjero. Si está interesado en nuestros productos, contáctenos al bob@gshenglaser.com.