Lazerinio apvalkalo poveikio tikrinimo pagrindinė reikšmė ir bendra sistema
Lazerinių dangų sluoksnių kokybė, kaip pagrindinė remonto ir paviršiaus stiprinimo technologija tokiose srityse kaip mašinų gamyba, erdvėlaivis ir geležinkelių transportas, tiesiogiai lemia komponentų tarnavimo laiką, eksploatavimo saugą ir ekonomiškumą. Norint atlikti mokslinį apmušalų poveikio įvertinimą, reikia sukurti trimatę „makro-mikro-papildomo patikrinimo sistemą kartu su praktiniais tikrinimo rodikliais, kad būtų galima visapusiškai valdyti nuo išvaizdos iki eksploatacinių savybių ir nuo konstrukcijos iki tarnavimo laiko. Šiame straipsnyje sistemingai išskaidomi įvertinimo matmenys ir pagrindiniai lazerinio apvalkalo poveikio taškai, pateikiant standartizuotą informaciją pramonės specialistams.
Makro lygmuo: pagrindinis intuityvių kokybės rodiklių įvertinimas
Makroskopinė kokybė yra pagrindinė lazerio dengimo efektų garantija, sutelkiant dėmesį į penkis pagrindinius rodiklius: apmušimo takelio formą, paviršiaus šiurkštumą, defektų būseną ir praskiedimo greitį. Dengimo takeliai turi turėti vienodą juostuotą arba sluoksniuotą morfologiją, o pločio ir aukščio svyravimo diapazonas turi būti kontroliuojamas ±10 %, kad būtų išvengta segregacijos, netolygaus kaupimosi ir kitų problemų. Paviršiaus šiurkštumas tiesiogiai veikia tolesnio apdorojimo efektyvumą; pagal bendrąjį pramonės standartą reikalaujama, kad Ra Mažiau nei 6,3 μm, o pagrindiniai tikslumo komponentai turi pasiekti Ra Mažiau nei 3,2 μm. Įtrūkimai ir poros yra mirtini defektai, kurie turi būti patvirtinti vizualiai apžiūrint, skvarbumo testu arba ultragarsiniu defektų aptikimu: neleidžiami ilgesni nei 0,5 mm įtrūkimai, o poringumas turi būti mažesnis nei 2%. Kaip pagrindinis parametras, jungiantis pagrindinę medžiagą ir dangą, idealus praskiedimo greitis svyruoja nuo 5% iki 15%. Per mažas greitis gali lemti prastą sukibimą, o per didelis greitis praskies dangos lydinio sudėtį ir sumažins numatomą našumą.
Mikro lygis:{0}}išsamus struktūros ir našumo patikrinimas
Mikrobūsena nustato pagrindinį lazerinio apvalkalo sluoksnio veikimą, kurį reikia patikrinti atliekant metalografinę analizę, kietumo bandymus, atsparumo dilimui / korozijai bandymus ir kitus metodus. Aukštos kokybės dengimo sluoksniai turi sudaryti vienodą ir rafinuotą mikrostruktūrą be stambių grūdelių, trapių fazių ar inkliuzų defektų. Pavyzdžiui, geležies -lydinio apvalkalo sluoksniai turi turėti martensito/bainito sudėtinę struktūrą, o nikelio -pagrindo lydiniai turėtų vengti Laves fazių susidarymo. Kalbant apie eksploatacines savybes, būtina atitikti reikalavimus pagal darbo sąlygas: esant nusidėvėjimui{7}}scenarijai, kietumas turi būti daugiau nei 30 % didesnis nei pagrindinės medžiagos, o korozinėje aplinkoje ji turi išlaikyti neutralaus druskos purškimo testą (jokios akivaizdžios rūdžių, jei daugiau nei 500 valandų). Pereinamojo sluoksnio metalurginė sukibimo būsena yra labai svarbi; būtina užtikrinti, kad pagrindinės medžiagos ir dangos sąsajoje nebūtų porų ar oksido plėvelių, sukibimo stipris būtų didesnis arba lygus 350 MPa, o sukibimo patikimumas būtų patikrintas atliekant tempimo arba smūgio bandymus.
Papildoma patikra: pagrindinis elementų paskirstymo ir tarnavimo laiko įvertinimo vaidmuo
Cheminių elementų tipas ir pasiskirstymo vienodumas tiesiogiai veikia dengimo sluoksnio sudėties stabilumą. Energijos dispersinė spektroskopija (EDS) arba rentgeno fluorescencinė spektroskopija (XRF) turėtų būti aptikta siekiant užtikrinti, kad lydinio elementų (pvz., Cr, Ni, Mo ir kt.) pasiskirstymo nuokrypis būtų mažesnis arba lygus 5 %, kad būtų išvengta našumo svyravimų, atsirandančių dėl vietinės sudėties disbalanso. Kaip pagrindinė metalurginio sujungimo sritis, pereinamasis sluoksnis turi sutelkti dėmesį į jo elementų difuzijos analizę, kad būtų užtikrintas ištisinio difuzijos sluoksnio susidarymas (storis 50-100 μm), pašalinamas mechaninis arba pusiau -metalurginis sukibimas. Taip pat reikia atlikti pagrindinių komponentų, pvz., aviacinių variklių{10} mentelių ir apsauginių mašinų pjaustytuvų, kokybės ir eksploatavimo trukmės bandymus. Faktinėms darbo sąlygoms imituoti naudojami nuovargio testai, senėjimo aukštoje{12}}temperatūroje bandymai ir kiti metodai, tikrinant, ar dangos sluoksnio eksploatavimo laikas yra ne mažesnis kaip 80 % projektinės pagrindinės medžiagos eksploatavimo trukmės, o tai užtikrina ilgalaikį veikimo stabilumą.
Praktinis patikrinimas: pagrindiniai kontrolės taškai gamybos scenarijuose
Praktinės patikros rodikliai yra tiesiogiai susiję su gamybos efektyvumu ir masinės gamybos nuoseklumu, sutelkiant dėmesį į keturis pagrindinius dalykus. Miltelių padavimo stabilumas turi būti patikrintas svėrimo metodu arba lazeriniu miltelių matuokliu, kai miltelių padavimo greičio svyravimas yra mažesnis arba lygus ±3%, kad būtų užtikrintas apvalkalo sluoksnio storio vienodumas (nuokrypis Mažesnis arba lygus ±0,1 mm). Miltelių panaudojimo lygis yra sąnaudų kontrolės raktas; pagrįstas pramonės diapazonas yra 60–85%, o panaudojimo rodiklis gali būti pagerintas optimizuojant miltelių padavimo kampą ir lazerio galios parametrus. Greito dengimo scenarijuje ruošinio deformacija turėtų būti griežtai kontroliuojama surinkimo tolerancijos diapazone (dažniausiai mažesnė nei 0,2 mm/m arba lygi), o šiluminės įtampos deformacija turėtų būti sumažinta naudojant išankstinį kaitinimą, segmentuotą apkalą ir kitus procesus. Defektų aptikimas turėtų būti derinamas su keliais metodais: vizualinis patikrinimas, ar nėra akivaizdžių paviršiaus įtrūkimų ir porų, skvarbumo bandymas, siekiant nustatyti smulkius paviršiaus defektus, ir ultragarsinis defektų aptikimas dėl vidinių paslėptų defektų, siekiant užtikrinti, kad nebūtų praleidimų.
Lazerinės įrangos komponentai
Pluošto lazerinis aparatas
Lazerinio dengimo galvutė
Miltelių tiektuvas
Lazerinio grūdinimo galvutė
Išsamios lazerinio apdailos kokybės kontrolės sistemos kūrimas
Lazerinio apvalkalo efektų įvertinimas ir tikrinimas turi būti atliekamas per visą „makrokomandos išvaizdos-mikrostruktūros-papildomo patikrinimo-praktinio įgyvendinimo procesą“. Makro rodikliai užtikrina pagrindinę kvalifikaciją, mikro struktūra lemia pagrindinį našumą, papildoma patikra pagerina ilgalaikį patikimumą, o praktiniai pagrindiniai punktai užtikrina gamybos pagrįstumą. Tik sukūrus kelių-dimensijų ir{7}}pakopų tikrinimo sistemą, galima veiksmingai išvengti tokių problemų kaip įtrūkimai, prastas sukibimas ir nekokybiškas veikimas, o taisant ir stiprinant komponentus bus visiškai išnaudoti lazerinio dengimo technologijos pranašumai. Ateityje, atnaujinus aptikimo technologiją, lazerinio apvalkalo kokybės kontrolė vystysis intelektualios ir didelio tikslumo linkme, suteikdama patikimesnę techninę pagalbą gaminant aukščiausios klasės įrangą.