Dengan peningkatan permintaan untuk kualiti dan kecekapan yang tinggi dalam industri pembuatan, teknologi laser mengubah pemprosesan keluli, menjadi alat yang semakin penting untuk pemotongan dan pembentukan keluli. Teknologi laser memodenkan industri keluli. Ia mempunyai kelebihan terhadap pemotongan api tradisional dan pemotongan plasma. Manfaatnya termasuk ketepatan tinggi dan kesan haba yang rendah.
Apakah teknologi laser?
Laser adalah rasuk cahaya yang sangat koheren, monochromatic yang dihasilkan oleh radiasi yang dirangsang.
Laser dibentuk apabila atom atau molekul teruja dengan tenaga luaran, seperti arus elektrik atau cahaya. Pengujaan ini menyebabkan mereka melompat dari tahap tenaga yang lebih rendah. Apabila mereka kembali ke tahap tenaga yang lebih rendah, mereka melepaskan foton. Foton ini membentuk rasuk koheren intensiti tinggi apabila mereka bergema antara satu sama lain dalam rongga resonan optik.
Rasuk laser mempunyai tiga sifat utama:
Monokromatik: Memastikan tenaga rasuk tertumpu.
Koheren: Meningkatkan kestabilan rasuk.
Arah: Membolehkan kawalan ketepatan tinggi tenaga laser.
Ciri -ciri ini menjadikan laser sebagai alat yang ideal untuk memotong dan memproses bahan keluli.
"Interaksi" antara laser dan keluli
Penggunaan teknologi laser dalam pemotongan keluli bergantung terutamanya pada kesan fototerma. Teknologi laser mengubah pemprosesan keluli dengan menggunakan rasuk laser tenaga tinggi untuk menyinari permukaan keluli. Tenaga itu diserap oleh bahan dan ditukar menjadi haba, mengakibatkan kenaikan tajam suhu tempatan, yang menyebabkan lebur atau pengewapan. Cara yang sangat berkesan untuk menumpukan tenaga bukan sahaja meningkatkan ketepatan pemotongan tetapi juga mengurangkan ubah bentuk bahan apabila ia dipanaskan.
Kelebihan pemotongan laser
Pemotongan laser berfungsi dengan memfokuskan rasuk tenaga tinggi. Ia memanaskan bahan tempatan ke keadaan cair atau menguap. Kemudian, gas tambahan, seperti oksigen atau nitrogen, meniup bahan cair yang dipupuk dengan kaedah tradisional, pemotongan laser mempunyai kelebihan berikut:
Ketepatan yang tinggi: Ralat hanya ± {{0}}. 2 mm, yang jauh lebih baik daripada ± 0.5 mm kaedah pemotongan konvensional.
Zon yang terkena haba kecil: Oleh kerana kepekatan tenaga laser yang tinggi, zon yang terjejas haba dikurangkan dengan ketara, dari 3.5 mm hingga 2. 0 mm.
Kecekapan tinggi: Kelajuan pemotongan meningkat sebanyak 33%, membolehkan tugas-tugas pengeluaran volum yang lebih cepat.
Dalam pembuatan automotif, sebagai contoh, plat keluli kekuatan tinggi perlu dipotong dengan tepat untuk mengekalkan sifat mekanik bahan. Pemotongan laser bukan sahaja mencapai ini, tetapi juga meningkatkan kecekapan dengan mengoptimumkan parameter seperti ketumpatan kuasa dan laluan pemotongan.
Kimpalan laser: seni menyertai
Kimpalan laser menggunakan ketumpatan tenaga tinggi rasuk laser untuk memanaskan bahan dengan cepat ke keadaan cair, sehingga membolehkan bergabung. Kimpalan laser menawarkan kelebihan penting berikut mengenai kimpalan konvensional:
Kimpalan penembusan yang mendalam: Meningkatkan kedalaman kimpalan dan meningkatkan kekuatan sendi.
Kelajuan pantas: Kelajuan kimpalan lebih cepat daripada kaedah kimpalan tradisional.
Zon yang terkena haba kecil: Mengurangkan ubah bentuk haba dan tekanan sisa.
Teknologi ini digunakan secara meluas dalam bidang seperti aeroangkasa dan pembinaan kapal. Dalam kimpalan plat keluli tebal, kekuatan kimpalan boleh diperbaiki dengan ketara dengan mengawal kuasa laser dan kelajuan kimpalan. Sebagai contoh, pembuat kapal telah meningkatkan kekuatan kimpalan dari 450 MPa hingga 540 MPa menggunakan teknologi kimpalan laser, dan juga telah mengurangkan herotan haba.
Rawatan permukaan laser: Meningkatkan sifat keluli
Teknologi rawatan permukaan laser, termasuk pengerasan laser dan pelapisan laser, terutamanya digunakan untuk meningkatkan sifat permukaan bahan keluli. Pengerasan laser meningkatkan kekerasan permukaan bahan melalui pemanasan dan penyejukan yang cepat, sementara pelapisan laser memanjangkan hayat perkhidmatan keluli dengan menambahkan salutan haus dan tahan kakisan ke permukaan bahan.
Sebagai contoh, dengan menyesuaikan kuasa laser dan kelajuan pengimbasan, loji pembuatan meningkatkan kekerasan permukaan plat keluli sebanyak 15%, dengan ketara meningkatkan rintangan bahan dan kakisan bahan. Teknologi ini sangat sesuai untuk bidang seperti kejuruteraan mekanikal dan pemprosesan acuan.
Pembuatan Aditif Laser:Masa depan pembuatan
Pembuatan Additive Laser (IE Teknologi Percetakan 3D) adalah proses lanjutan untuk membina bahagian kompleks dengan menyusun lapisan bahan mengikut lapisan. Rasuk laser digunakan sebagai sumber haba untuk mencairkan serbuk logam dan secara beransur -ansur menguatkannya menjadi bentuk. Teknologi ini menunjukkan potensi yang besar dalam pembuatan bahagian ketepatan dan sangat sesuai untuk peralatan perindustrian aeroangkasa dan kompleks.
Kajian Kes: Terobosan dalam pembinaan kapal
Selepas mengadopsi teknologi pemotongan dan kimpalan laser, kilang pembinaan kapal menyelesaikan masalah ubah bentuk haba dan kekurangan kekuatan dalam plat keluli tebal. Ini juga meningkatkan kecekapan pengeluaran. Dalam memotong plat keluli tebal 30 mm, kelajuan pemotongan laser mencapai 2 m/min, menandakan peningkatan 33% berbanding kaedah tradisional. Untuk kimpalan, dengan menyesuaikan kuasa laser dan kelajuan, kedalaman kimpalan 6 mm dicapai. Pelarasan ini juga meningkatkan kualiti jahitan kimpalan. Penambahbaikan teknikal ini telah menghasilkan struktur badan yang lebih kukuh dan peningkatan yang ketara dalam daya saing produk.
Meringkaskan dan prospek
Teknologi laser telah merevolusikan medan pemprosesan keluli dengan ketepatan yang tinggi, kecekapan tinggi, dan kesan haba yang rendah. Teknologi laser mengubah pemprosesan keluli dengan meningkatkan kualiti dan kecekapan dalam pelbagai aplikasi, mulai dari pemotongan dan kimpalan ke rawatan permukaan dan pembuatan tambahan. Teknologi ini berkembang pesat. Ia akan menjadi semakin penting dalam industri keluli. Ini akan memacu inovasi dan mendorong sektor perkilangan ke tahap yang baru.
