O princípio da têmpera da superfície de aquecimento a laser é o mesmo do tratamento térmico comum, mas seu tempo de aquecimento é muito curto, a área é pequena e o tempo de resfriamento é curto. Ou seja, o laser é usado como fonte de calor para aquecer rapidamente uma pequena área da superfície do metal, torná-la austenítica e, em seguida, temperar para endurecer. Tanto a teoria quanto a prática confirmam que a temperatura da superfície e a profundidade de penetração térmica são proporcionais à raiz quadrada da duração da irradiação do laser. Portanto, ajustando adequadamente o tamanho do ponto, a velocidade de varredura e a potência do laser, a temperatura da superfície e a profundidade de penetração térmica podem ser controladas. Quando o feixe de laser sai da superfície aquecida, o calor é rapidamente transmitido para a parte fria restante da superfície, equivalente à auto-extinção, e nenhuma outra medida de resfriamento rápido é necessária. Quando o feixe de laser está varrendo, a densidade de potência também pode ser ajustada alterando a amplitude e a frequência da oscilação do feixe, de modo a controlar a profundidade da camada de endurecimento e a área de cobertura.
Como o ponto do laser ou a amplitude de oscilação do feixe são muito pequenos, ele só pode ser aquecido examinando a superfície das peças uma por uma. Para não temperar e amolecer a parte endurecida da tira anterior devido ao calor na borda da última tira de varredura, devem ser feitos esforços para tornar a distribuição de energia na borda do feixe ou na superfície oscilante tão íngreme quanto possível. Isso pode ser feito usando rasters.
Semelhante à têmpera de superfície de aquecimento por indução, a microestrutura do aço geral após a têmpera de superfície a laser também é dividida em área de superfície completamente temperada, área estratificada incompleta temperada e área central não temperada.
Comparado com o tratamento térmico comum, a têmpera da superfície de aquecimento a laser tem as seguintes características.
1. A velocidade de aquecimento é muito rápida e a deformação térmica da peça é muito pequena. Devido à alta densidade de potência do laser, a velocidade de aquecimento é tão alta quanto 1010 graus/s, a zona afetada pelo calor é pequena e a deformação térmica da peça de trabalho é pequena.
2. A velocidade de resfriamento é muito rápida. Se a qualidade da peça for suficiente, a velocidade de resfriamento pode chegar a 1.023 graus/s; A têmpera com auto-resfriamento não requer meio de resfriamento e depende da condução de calor da superfície para o interior.
3. Após a têmpera a laser, a superfície da peça obtém uma estrutura martensítica fina e possui alta dureza superficial e resistência ao desgaste.
4. Como a área de varredura do feixe de laser (aquecimento) é muito pequena, pode ser uma usinagem muito precisa de formas complexas da peça de trabalho (como pequenas ranhuras, furos cegos, pequenos furos, peças de paredes finas, etc.) ou processamento de peças . Diferentes tratamentos também podem ser realizados em diferentes partes do mesmo local, conforme necessário.
5. Não necessita de meio de aquecimento e não emite gases poluentes para o meio ambiente, o que favorece a proteção ambiental.
economize energia, superfície da peça limpa. Não há necessidade de retificação após o tratamento, podendo ser utilizado como último processo de acabamento da peça.
6. A têmpera da superfície de aquecimento a laser pode obter personalização personalizada e processamento flexível. Para peças metálicas de diferentes materiais, formas e tamanhos, a personalização personalizada e o processamento flexível podem ser alcançados por meio da tecnologia de têmpera de superfície por aquecimento a laser. Ao mesmo tempo, esta tecnologia também pode alcançar a produção automatizada, melhorar a eficiência da produção e reduzir custos.
Em resumo, a tecnologia de têmpera de superfície por aquecimento a laser é uma tecnologia de tratamento de superfície metálica com alta dureza, alta precisão, alta eficiência e características ecologicamente corretas. Tem sido cada vez mais utilizado na área de fabricação e processamento de metais e se tornou uma das importantes direções de desenvolvimento da tecnologia de tratamento térmico de metais. Com o progresso contínuo da ciência e da tecnologia e a expansão contínua dos campos de aplicação, a tecnologia de têmpera de superfície por aquecimento a laser continuará a melhorar e se desenvolver, trazendo mais inovação e mudanças para a indústria de fabricação e processamento de metais.
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