Лазерный мир

Аглеев В.Р. //В сборнике: ДОСТИЖЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МОЛОДЕЖИ. материалы XX студенческой научно- практической конференции, посвященной 90-летию УГАТУ и 45-летию филиала в г. Кумертау. Уфимский государственный авиационный технический университет, филиал в г. Кумертау. Уфа, 2022. С. 672-675.

Аннотация: Лазерная технология за последние годы получила большое развитие в самых различных отраслях. Лазер открывает возможность развития технологических процессов обработки в ряде областей производства, во многом благодаря тому, что лазерное излучение обеспечивает громадную концентрацию энергии на относительно малых участках обработки. В связи с этим, многие предприятия, где большинство операций связаны со сваркой материалов, резкой, маркировкой, гравировкой и термоупрочнением проявляют интерес к внедрению лазерной техники в производственный процесс. Abstract: Laser technology has been greatly developed in various industries in recent years. The laser opens up the possibility of developing technological processing processes in a number of production areas, largely due to the fact that laser radiation provides a huge concentration of energy in relatively small processing areas. This is the reason for the increased interest in laser technology in those enterprises where welding of materials, cutting, marking, engraving, thermal hardening, etc. are used in large volumes.

Разрушение любых деталей начинается с поверхности, а именно: поверхностного слоя, так как в ходе эксплуатации он подвергается химическим, физическим и механическим воздействиям. Лазерное упрочнение поверхностей сталей является одним из методов борьбы с разрушением поверхности: усталостным разрушением, абразивным износом, эрозией, коррозией, кавитационным износом. В настоящее время широкое распространение для упрочнения находит технология лазерной закалки сталей. Лазерная закалка может быть обеспечена в ходе протекания двух физических процессов:

Лазерный луч нагревает внешние слои заготовки до температуры, при которой происходит образование аустенита; Быстрое охлаждение в масле, в воде или на воздухе приводит к образованию мартенситной структуры. Данная технология обеспечивает создание требуемой устойчивой структуры, что влияет на образование упрочненного слоя с высокими качественными характеристиками, с высокой твердостью и износостойкостью. Лазерному упрочнению могут быть подвержены изделия из различных сталей, в том числе: 20,50Х, 25ХГТ, 20ХНЗА, 15ХН2ТА и другие. Лазерная обработка может применяться и для других видов сталей: конструкционных углеродистых сталей, нержавеющих сталей. К преимуществам рассматриваемой технологии относятся: В ходе проведения лазерного упрочнения исключаются процессы деформирования и коробления на поверхности, уменьшается образование микротрещин;

Твёрдость закаливаемых изделий увеличивается на 100 – 300% (почти в 2…4 раза), что приводит к росту эксплуатационных характеристик обработанных деталей: улучшение теплостойкости, остаточных напряжений, механических характеристик и стойкости к коррозии; В связи с тем, что закалке подвергается только поверхностный слой (до 2…4 мм), свои исходные свойства сохраняют внутренние слои; Технологический цикл исключает присутствие опасных для жизнедеятельности человека химических компонентов, что делает его экологически чистым методом закалки; Лазерная закалка не требует проведения отпуска и промывки, что сокращает расходы на воду; Лазерный луч можно применить к труднодоступным поверхностям и областям деталей; Отсутствие расходных материалов и оснастки приводит к экономии расхода затрат; В связи с тем, что установка расположена в защищенной кабине, а сам процесс автоматизирован, применение данной технологии безопасно; Использование российских комплектующих снижают стоимость данной установки и ее обслуживание. С помощью лазерной технологии производят не только закалку, но и лазерную наплавку и легирования. Лазерная наплавка считается эффективным способом, с помощью которого происходит восстановление, улучшение прочностных характеристик деталей.

Упрочняющий материал наносится с применением лазерного луча. Присадками выступают порошки и проволоки. Лазерное легирование насыщает материал легирующими элементами путем протекания диффузии нанесенного слоя под воздействием лазерного пучка. Исходя из всего вышеперечисленного лазерное упрочнение сталей позволяет обеспечить высокую износостойкость обработанной поверхности деталей не нарушая структуру поверхностного слоя. Данный метод один из перспективных в наше время.