Лазерный мир

ПАНЧЕНКО Е.Б.1, КОНЯХИНА Н.С.1, ЛЮБОВСКИЙ К.С. / В сборнике: Развитие современной науки и технологий в условиях трансформационных процессов. Сборник материалов IV Международной научно-практической конференции. Редколлегия: Л.К. Гуриева [и др.]. Москва, 2022. С. 267-271.

Публикация представляет читателю возможность ознакомиться с таким узконаправленным способом упрочнения металлических изделий, как лазерная закалка.
В статье дается краткое изложение сути такой обработки. Представлено описание проведения процесса импульсной лазерной установкой и особенности выполнения такой обработки. Далее рассмотрено применение непрерывного излучения, отличия такого способа от импульсной и обозначены его преимущества. Затем приводятся данные о результатах такого упрочнения, приведен пример лазерной закалки и перечислены основные сплавы, наиболее эффективно обрабатываемые таким методом.

Помимо традиционных способов термической обработки (нагрев в
печах и закалка в специальных индукционных установках) в современной промышленности используется обработка лазерным излучением. Она применяется для упрочнения деталей, подверженных быстрому износу вследствие интенсивной работы в узлах механизмов. Также ее применяют для увеличения сопротивления коррозии и повышенной влажности.
Если на поверхность детали оказывать воздействие лазерным лучом, то она быстро нагревается практически до температуры плавления, а структура металла претерпевает аустенитное превращение. После прекращения излучения участок, подвергнутый воздействию, немедленно начинает охлаждаться за счет теплоотвода во внутренние слои металла. Благодаря тому, что теплоотвод происходит со скоростью, превышающей критическую скорость закалки, образуется мартенситная структура, и твердость поверхностного слоя возрастает [1].

По типу используемых лазерных установок такую термообработку разделяют на импульсную и непрерывную.
В импульсных агрегатах используются твердотельные лазеры. Максимальная энергия современных импульсных установок обычно составляет 30 Дж, плотность теплового потока может варьироваться от 1000 до 100000 Вт⁄см2. Оптимальный диаметр пятна нагрева составляет 5 — 6 мм, длительность импульса – 1,5 — 4 мс, частота импульсов – 10 Гц. При облучении
единичным импульсом область лазерного воздействия на поверхности детали имеет круговую форму. Для обработки протяженных кромок (например, зубьев дисковых фрез) применяют обход по контуру с перекрытием точек.

Наибольшая глубина импульсной закалки составляет 200-250 мкм. Большие плоскости заполняются точками в несколько рядов, в процессе обработки деталь перемещают в интервалах между импульсами, во время облучения деталь неподвижна.
Обработка поверхности импульсами осуществляется по нескольким схемам, их эффективность характеризуется коэффициентом перекрытия точек и коэффициентом использования импульсов.

Полное содержание на https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49330918