La superficie trattata al laser rende il pezzo più resistente ai carichi. La tempra, la fusione e il rivestimento laser rendono il pezzo più resistente al carico: migliora la durezza e la tenacità, modifica la struttura superficiale e genera tensione di pressione o rivestimento protettivo sulla superficie. Anche la marcatura laser e la microlavorazione laser possono modificare la superficie del pezzo.
【Indurimento laser】
Il principio della tempra laser: il raggio laser riscalda lo strato superficiale del metallo e il rapido raffreddamento ne aumenta la durezza. Il vantaggio della tecnologia di tempra laser è che richiede pochissime lavorazioni successive e può lavorare pezzi tridimensionali irregolari. A causa del piccolo apporto di calore, la deformazione del pezzo è molto piccola, riducendo o addirittura eliminando la necessità di successive lavorazioni.
La tempra laser appartiene al processo di indurimento dello strato superficiale. Può essere utilizzato solo per materiali a base di ferro che possono essere temprati. Cioè acciaio e ghisa con un contenuto di carbonio superiore allo 0,2%.
Per indurire il pezzo, il raggio laser riscalda lo strato superficiale del metallo vicino al punto di fusione nella maggior parte dei casi, cioè da 900 a 1400°C. Quando la superficie raggiunge la temperatura richiesta, il raggio laser lascia questa posizione e continua ad avanzare, riscaldando continuamente la superficie del pezzo lungo la nuova direzione. Sotto l'azione dell'alta temperatura, gli atomi di carbonio nel reticolo metallico cambiano la loro posizione (austenitizzazione). Una volta che il raggio laser lascia una posizione, il materiale intorno a quella posizione raffredda rapidamente lo strato superficiale caldo. Questo fenomeno è chiamato"autoestinguente". A causa del rapido raffreddamento, il reticolo metallico non ritorna alla sua forma originale, ma viene prodotta la martensite. La martensite è una struttura metallica con durezza estremamente elevata. La conversione in martensite può aumentare la durezza del materiale.
Il raggio laser riscalda lo strato superficiale del pezzo. La tipica profondità di indurimento superficiale è compresa tra 0,1 e 1,5 mm, con alcuni materiali che raggiungono i 2,5 mm o più. Se la profondità di indurimento superficiale deve essere maggiore, il volume circostante deve essere maggiore, in modo che il calore possa essere dissipato rapidamente, in modo che la zona indurita possa essere raffreddata abbastanza rapidamente. Il processo di tempra laser richiede una densità di potenza relativamente piccola. Allo stesso tempo, il pezzo dovrebbe essere lavorato sullo stesso piano. Pertanto, è necessario far irradiare il raggio laser su un piano il più ampio possibile. Attualmente, la superficie di irradiazione quadrata è comunemente usata. Allo stesso modo, il gruppo dello specchio di scansione viene utilizzato anche nel processo di spegnimento laser per far muovere il raggio laser del punto circolare avanti e indietro molto rapidamente. Sulla superficie del pezzo si forma una linea con densità di potenza sostanzialmente uniforme. È possibile generare piste temprate con una larghezza fino a 60 mm. Come mostrato nella figura sopra, la parte del cuscinetto vicino all'albero del turbocompressore è stata temprata al laser.
【Rivestimento laser】
Per migliorare la resistenza all'usura dei materiali o per modificare la superficie, le persone utilizzano la tecnologia di superficie laser. Il sistema di rivestimento laser può essere utilizzato per rivestire rivestimenti metallici sulla superficie di pezzi esistenti con la stessa qualità della fusione. Non ci sono perdite di qualità, sigillatura, pori e crepe.
Il sistema di rivestimento laser rende il processo di superficie laser molto semplice: sulla superficie preparata, viene utilizzato un laser per creare un bagno fuso. Il materiale in polvere viene spruzzato sulla superficie attraverso l'ugello e quando il nuovo materiale si è solidificato si avvia la saldatura dello strato successivo o la successiva lavorazione.
Generalmente, il sistema di rivestimento laser è composto da tre unità funzionali principali: trasportatore polvere, linea di trasporto polvere e gruppo specchio di lavorazione con ugello polvere. Il trasportatore di polvere è un'unità mobile accanto alla macchina per la lavorazione laser. La miscela di gas in polvere da diversi contenitori viene miscelata in un flusso di polvere nel trasportatore di polvere e viene introdotta nell'ugello della polvere con una portata impostata con precisione. Il sistema di sensori integrato garantisce in ogni momento l'elevata qualità del rivestimento del materiale.
