سطح تحت درمان با لیزر، قطعه کار را در برابر بار مقاوم تر می کند. کوئنچ، ذوب و پوشش لیزری قطعه کار را در برابر بار مقاومتر میکند: سختی و چقرمگی را بهبود میبخشد، ساختار سطح را تغییر میدهد و کشش فشار یا پوشش محافظ روی سطح ایجاد میکند. علامت گذاری لیزری و ریزماشین کاری لیزری نیز می توانند سطح قطعه کار را تغییر دهند.
【سخت شدن با لیزر】
اصل سخت شدن لیزر: پرتو لیزر لایه سطحی فلز را گرم می کند و خنک شدن سریع باعث افزایش سختی آن می شود. مزیت فناوری سختی لیزری این است که نیاز به پردازش بسیار کمی دارد و می تواند قطعات کار سه بعدی نامنظم را پردازش کند. به دلیل گرمای ورودی کوچک، تغییر شکل قطعه کار بسیار کم است و نیاز به پردازش بعدی را کاهش می دهد یا حتی از بین می برد.
کوئنچ با لیزر به فرآیند سخت شدن لایه سطحی تعلق دارد. فقط برای مواد آهنی قابل سخت شدن قابل استفاده است. یعنی فولاد و چدن با درصد کربن بیش از 0.2 درصد.
برای سخت شدن قطعه کار، اشعه لیزر لایه سطحی فلز را در بیشتر موارد نزدیک به نقطه ذوب یعنی حدود 900 تا 1400 درجه سانتیگراد گرم می کند. هنگامی که سطح به دمای مورد نیاز رسید، پرتو لیزر از این موقعیت خارج شده و به حرکت خود به جلو ادامه می دهد و به طور مداوم سطح قطعه کار را در جهت جدید گرم می کند. تحت تأثیر دمای بالا، اتمهای کربن در شبکه فلزی موقعیت خود را تغییر میدهند (آستنیتیزاسیون). هنگامی که پرتو لیزر مکانی را ترک می کند، مواد اطراف آن مکان به سرعت لایه سطح داغ را خنک می کند. این پدیده"خود خاموش شدن" نامیده می شود. به دلیل سرد شدن سریع، شبکه فلزی به شکل اولیه خود باز نمی گردد، بلکه مارتنزیت تولید می شود. مارتنزیت یک سازه فلزی با سختی بسیار بالا است. تبدیل به مارتنزیت می تواند سختی مواد را افزایش دهد.
پرتو لیزر لایه سطحی قطعه کار را گرم می کند. عمق سخت شدن سطح معمولی 0.1 تا 1.5 میلی متر است و برخی از مواد به 2.5 میلی متر یا بیشتر می رسند. اگر قرار است عمق سخت شدن سطح بیشتر باشد، حجم اطراف آن باید بیشتر باشد تا گرما به سرعت دفع شود تا منطقه سخت شده به سرعت به اندازه کافی خنک شود. فرآیند سخت شدن لیزر به چگالی توان نسبتاً کمی نیاز دارد. در همان زمان، قطعه کار باید در همان صفحه پردازش شود. بنابراین، لازم است که پرتو لیزر تا حد امکان به یک صفحه بزرگ تابش کند. در حال حاضر، سطح تابش مربع معمولا استفاده می شود. به طور مشابه، گروه آینه اسکن نیز در فرآیند خاموش کردن لیزر استفاده می شود تا پرتو لیزر نقطه دایره ای را خیلی سریع به جلو و عقب حرکت دهد. خطی با چگالی توان یکنواخت روی سطح قطعه کار تشکیل می شود. امکان تولید مسیرهای سخت شده با عرض تا 60 میلی متر وجود دارد. همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، قسمت یاتاقان نزدیک شفت توربوشارژر با لیزر سخت شده است.
【روکش لیزری】
به منظور بهبود مقاومت در برابر سایش مواد یا اصلاح سطح، مردم از فناوری سطح لیزری استفاده می کنند. از سیستم روکش لیزری می توان برای پوشش دادن پوشش های فلزی روی سطح قطعات کار موجود با کیفیتی مشابه ریخته گری استفاده کرد. بدون افت کیفیت، آب بندی، بدون منافذ و ترک وجود دارد.
سیستم روکش لیزری فرآیند لایه برداری لیزر را بسیار ساده می کند: در سطح آماده شده، از لیزر برای ایجاد یک حوضچه مذاب استفاده می شود. مواد پودر شده از طریق نازل بر روی سطح پاشیده می شود و هنگامی که ماده جدید جامد شد، جوشکاری لایه بعدی یا عملیات بعدی شروع می شود.
به طور کلی، سیستم روکش لیزری از سه واحد عملکردی اصلی تشکیل شده است: نوار نقاله پودر، خط انتقال پودر و گروه آینه پردازش با نازل پودر. نوار نقاله پودر یک واحد متحرک در کنار دستگاه پردازش لیزر است. مخلوط گاز پودری از چندین ظروف به یک جریان پودر در نوار نقاله پودر مخلوط می شود و با سرعت جریان دقیق تنظیم شده به نازل پودر وارد می شود. سیستم حسگر یکپارچه کیفیت بالای پوشش مواد را همیشه تضمین می کند.
