Perdirbimo technologija, pirmaujanti plieno pramonės transformacija
Itin konkurencingoje plieno pramonėje sąnaudų mažinimas ir efektyvumo didinimas yra pagrindiniai įmonės išlikimo ir augimo tikslai. Nuo konverterio plieno gamybos iki nepertraukiamo liejimo ir valcavimo – kiekviena proceso revoliucija siekė sumažinti gamybos sąnaudas. Metalurgijos technologijoms bręstant, lazerinio perdirbimo technologija tampa pagrindine konkurencingumo varomąja jėga. Stiprinant paviršių ant pagrindinių metalurgijos gamybos linijų komponentų, ši technologija ne tik suteikia naujiems produktams puikų našumą, bet ir leidžia susidėvėjusioms dalims „atgyti“. Naudojant lazerinę technologiją, siekiant pailginti gaminio eksploatavimo trukmę, efektyviai sumažinamas techninės priežiūros dažnis ir prastovos laikas, žymiai padidėja bendras našumas ir sumažėja medžiagų sąnaudos.
Pagrindinis principas: mikroskopinė transformacija momentiniu kaitinimu ir savaim{0}}gesinimu
Gesinimas lazeriu yra pažangi terminio apdorojimo technologija, kurioje medžiagos paviršiui modifikuoti naudojamas didelės{0}}energijos lazerio spindulys. Pagrindinis jo principas – sufokusuoto lazerio spindulio naudojimas kaip didelio-galios-tankio šilumos šaltinis, skirtas tiksliai apšvitinti ruošinio paviršių. Esant šiai intensyviai energijai, dalies paviršiaus temperatūra smarkiai pakyla per mikrosekundes iki milisekundžių, greitai viršydama fazinio perėjimo tašką, kad susidarytų austenitas. Kai lazerio spindulys pasislenka, šiluma greitai patenka į vidų dėl didžiulės pagrindo šiluminės talpos ir savaime{6}}užgesina dešimčių tūkstančių laipsnių per sekundę greičiu. Dėl šio itin-greito aušinimo susidaro sukietėjęs martensito sluoksnis arba kitos išskirtinio kietumo smulkiagrūdės{9}}struktūros.
Techninės savybės: tradicinio terminio apdorojimo fizinių kliūčių panaikinimas
Palyginti su tradiciniais procesais, paviršiaus gesinimas lazeriu suteikia neprilygstamų techninių pranašumų. Pirma, jo greitas įkaitimo greitis ir minimali šilumos{1}}paveikta zona (HAZ) reiškia, kad komponento deformacija yra beveik nereikšminga, todėl ji gali būti paskutinis veiksmas po tikslaus apdirbimo. Antra, išskirtinis lazerio erdvinis valdymas leidžia valdyti sudėtingas geometrijas, tokias kaip aklinos skylės, vidinės kiaurymės ir maži grioveliai, taip įveikiant indukcinio gesinimo apribojimus, susijusius su induktoriaus formomis. Be to, gesinimas lazeriu yra ekologiškas ir ekologiškas-procesas, kuriam nereikia aušinimo priemonių, tokių kaip vanduo ar aliejus. Didelės -anglies plieno ar ketaus mikrostruktūra yra smulkesnė ir atsparumas dilimui, o grūdinimo gylis tiksliai reguliuojamas nuo 0,3 iki 2,0 mm.
Pramonės pritaikymas: volų ir krosnių ritinėlių našumo atgimimas
Plieno gamyboje volai ir krosnių židinio ritinėliai yra vieni labiausiai nusidėvėjusių komponentų. Atšiauriomis sąlygomis veikiantys volai yra linkę įtrūkti ar lūžti; naudojant lazerinį legiravimą, jų aukšta temperatūra ir atsparumas korozijai gali būti žymiai padidintas{1}}, todėl pagerėja plieno pralaidumas. Židinio ritinėlių, kurie liečiasi su aukštos-temperatūros plokštėmis, paviršiai yra jautrūs mazgeliams, oksidacijai ir „plieno prilipimui“, dėl kurių galutinės plieno plokštės subraižo. Naudojant lazerinį gesinimą, kad ant ritininio žiedo būtų padengtas -atsparios ir antioksidacinės medžiagos sluoksnis, veiksmingai išvengiama gumbų susidarymo, apsaugoma ruošinių paviršiaus kokybė ir užtikrinamas stabilus gamybos linijos veikimas.
Vertės analizė: pailgėjusios eksploatavimo trukmės ir sutrumpėjusios prastovos ekonomika
Pagrindinė gesinimo lazeriu vertė plieno pramonėje yra didelė jo ekonominė nauda. Kadangi pagerėjo apdorotų dalių atsparumas dilimui, pagrindinių komponentų keitimo ciklas padaugėja, o tai tiesiogiai sumažina atsarginių dalių įsigijimo išlaidas. Dar svarbiau, kad lazerinio remonto technologija sumažina neplanuotas prastovas, atsiradusias dėl įrangos gedimo, užtikrinant nuolatinį gamybos linijos darbą. Apdorojant didelius komponentus, lazerinio proceso neriboja krosnies matmenys; galimybė lanksčiai apdoroti-vietoje labai sumažina logistikos ir tvarkymo išlaidas. Šis tikslus, efektyvus ir mažai{5}}anglies išskiriantis apdorojimo metodas ne tik padidina plieno gaminių pridėtinę vertę, bet ir sukuria daug erdvės išmetamųjų teršalų mažinimui perdirbant išteklius.
Lazerinės įrangos komponentai
Pluošto lazerinis aparatas
Lazerinio dengimo galvutė
Miltelių tiektuvas
Lazerinio grūdinimo galvutė
Lazerinio terminio apdorojimo ateitis išmaniojoje gamyboje
Apibendrinant galima teigti, kad gesinimo lazeriu technologija, pasižyminti dideliu tikslumu, maža deformacija ir ekologiškumu, tapo pagrindine plieno pramonės perdirbimo ir efektyvumo didinimo priemone. Tai ne tik išsprendžia techninius sudėtingų dalių paviršiaus stiprinimo iššūkius, bet ir atlieka nepakeičiamą vaidmenį gerinant gamybos efektyvumą ir gaminių kokybę. Nuodugniai plėtojant „Smart Manufacturing and Industry 4.0“, terminis apdorojimas lazeriu bus toliau integruotas su automatika ir skaitmeninėmis technologijomis. Ateityje gesinimas lazeriu apims daugiau vertingų lydinių medžiagų, todėl plieno pramonė ir toliau sieks efektyvesnio, ekologiškesnio ir aukščiausios klasės{5}}gamybos modelio.