S rastúcim dopytom po vysokej kvalite a efektívnosti vo výrobnom priemysle mení laserová technológia spracovanie ocele a stáva sa čoraz dôležitejším nástrojom na rezanie a tvarovanie ocele. Laserová technológia modernizuje oceľový priemysel. Má výhody oproti tradičnému rezaniu plameňa a rezy plazmy. Medzi jeho výhody patrí vysoká presnosť a nízka teplota tepla.
Čo je to laserová technológia?
Laser je vysoko koherentný monochromatický lúč svetla produkovaného stimulovaným žiarením.
Vytvorí sa laser, keď sú atómy alebo molekuly vzrušené vonkajšou energiou, ako je elektrický prúd alebo svetlo. Toto budenie spôsobuje, že skočia z nižšej na vyššiu úroveň energie. Keď sa vrátia na nižšiu úroveň energie, uvoľňujú fotóny. Tieto fotóny tvoria vysoko intenzívny koherentný lúč, keď sa navzájom rezonujú v optickej rezonančnej dutine.
Laserový lúč má tri hlavné vlastnosti:
Monochromaticita: Zabezpečuje, aby sa energia lúča koncentrovala.
Súdržnosť: Zlepšuje stabilitu lúča.
Smerovanie: umožňuje vysokú presnú kontrolu laserovej energie.
Tieto vlastnosti robia z lasera ideálny nástroj na rezanie a spracovanie oceľových materiálov.
„Interakcia“ medzi lasermi a oceľou
Aplikácia laserovej technológie pri rezaní ocele sa spolieha hlavne na fototermálny efekt. Laserová technológia mení spracovanie ocele pomocou vysokoenergetického laserového lúča na ožiarenie povrchu ocele. Jeho energia je absorbovaná materiálom a prevedená na teplo, čo vedie k prudkému zvýšeniu miestnej teploty, čo vedie k taveniu alebo odparovaniu. Tento vysoko účinný spôsob koncentrovania energie nielen zlepšuje presnosť rezania, ale tiež znižuje deformáciu materiálu, keď je zahrievaný.
Výhody laserového rezania
Laserové rezanie funguje zaostrením vysokoenergetického lúča. Zahrieva miestny materiál na roztavený alebo odparovaný stav. Potom pomocný plyn, ako je kyslík alebo dusík, odfúkne roztavený materiál.
Vysoká presnosť: Chyba je iba ± {{{0}}. 2 mm, čo je podstatne lepšie ako ± 0,5 mm konvenčných metód rezania.
Zóna postihnutá malá tepelne: V dôsledku vysokej koncentrácie laserovej energie sa zóna ovplyvnená tepelne výrazne zníži z 3,5 mm na 2. 0 mm.
Vysoká účinnosť: Rýchlosť rezania sa zvyšuje o 33%, čo umožňuje rýchlejšie dokončenie úloh vysokohorového výroby.
Napríklad v automobilovej výrobe je potrebné presne vyrezať oceľové dosky s vysokou pevnosťou, aby sa zachovali mechanické vlastnosti materiálu. Laserové rezanie nielen to dosahuje, ale tiež zvyšuje účinnosť optimalizáciou parametrov, ako je hustota výkonu a rezanie ciest.
Laserové zváranie: Umenie pripojenia
Laserové zváranie využíva vysokú energiu hustoty laserového lúča na rýchle zahriatie materiálu do roztaveného stavu, čo umožňuje spojenie. Laserové zváranie ponúka v porovnaní s konvenčným zváraním nasledujúce významné výhody:
Zváranie hlbokého penetrácie: Zvyšuje hĺbku zvaru a zlepšuje silu kĺbu.
Rýchlosť: Rýchlosť zvárania je rýchlejšia ako tradičné metódy zvárania.
Zóna postihnutá malá tepelne: znižuje tepelnú deformáciu a zvyškový stres.
Táto technológia sa široko používa v oblastiach, ako je letecký priestor a stavba lodí. Pri zváraní zvárania s oceľovou doskou môže byť pevnosť zvaru výrazne vylepšená presne ovládaním laserového výkonu a rýchlosti zvárania. Napríklad staviteľ lodí zvýšil pevnosť zvaru zo 450 MPa na 540 MPa pomocou technológie laserového zvárania a tiež významne znížil skreslenie tepla.
Laserové povrchové ošetrenie: Zvýšenie vlastností ocele
Technológie laserového povrchového spracovania, vrátane laserového kalenia a laserového opláštenia, sa používajú primárne na zlepšenie povrchových vlastností oceľových materiálov. Vytvrdenie laserom zvyšuje povrchovú tvrdosť materiálu rýchlym vykurovaním a chladením, zatiaľ čo laserové opláštenie rozširuje servisnú životnosť ocele pridaním povlaku odolného voči opotrebovaniu a korózii na povrch materiálu.
Napríklad nastavením laserového výkonu a rýchlosti skenovania výrobná rastlina zvýšila povrchovú tvrdosť oceľových platní o 15%, čo výrazne zvýšilo opotrebenie materiálu a koróziu. Táto technológia je obzvlášť vhodná pre polia, ako je strojárstvo a spracovanie foriem.
Výroba laserovej prísady:Budúcnosť výroby
Laserová aditívna výroba (technológia tlače 3D tlače) je pokročilý proces pre budovanie zložitých častí stohovaním vrstvy materiálov podľa vrstvy. Laserový lúč sa používa ako zdroj tepla na rozpustenie kovového prášku a postupne ho stuhnite do tvaru. Táto technológia vykazuje veľký potenciál pri výrobe presných častí a je obzvlášť vhodná pre letecký a zložitý priemyselný vybavenie.
Prípadová štúdia: Prielom v stavbe lodí
Po prijatí technológie rezania a zvárania laserom vyriešila továreň na stavbu lodí problémy s tepelnou deformáciou a nedostatkom pevnosti v hustých oceľových platne. To tiež významne zlepšilo účinnosť výroby. Pri rezaní oceľových dosiek s hrúbkou 30 mm dosiahla rýchlosť rezania laserom 2 m/min, čo označuje 33% zlepšenie oproti tradičným metódam. Na zváranie sa dosiahla nastavením laserového výkonu a rýchlosti, dosiahla sa hĺbka zvaru 6 mm. Toto nastavenie tiež zlepšilo kvalitu zvarového švu. Tieto technické vylepšenia viedli k silnejšej štruktúre trupu a výraznému zvýšeniu konkurencieschopnosti výrobkov.
Zhrnúť a vyhliadky
Laserová technológia revolúcia v oblasti spracovania ocele s vysokou presnosťou, vysokou účinnosťou a nízkym vplyvom tepla. Laserová technológia mení spracovanie ocele zlepšením kvality a efektívnosti v rôznych aplikáciách, od rezania a zvárania po povrchové ošetrenie a výrobu aditív. Táto technológia rýchlo postupuje. V oceliarskom priemysle sa stane čoraz dôležitejším. To prinesie inovácie a poháňa výrobný sektor do nových výšok.
