लंबे समय से, लेजर तकनीक वेल्डिंग, कटिंग और मार्किंग में व्यापक उपयोग के लिए जानी जाती है। पिछले दो वर्षों में, लेजर सफाई के धीरे-धीरे लोकप्रिय होने के साथ, लेजर सतह उपचार की अवधारणा अधिक से अधिक लोगों के ध्यान का केंद्र बन गई है और लोगों के दिमाग में उभरी है। लेजर प्रसंस्करण गैर-संपर्क, अत्यधिक लचीला, उच्च गति और शोर-मुक्त है, जिसमें एक छोटा गर्मी-प्रभावित क्षेत्र है और सब्सट्रेट को कोई नुकसान नहीं होता है, कोई उपभोग्य वस्तु नहीं होती है, और पर्यावरण के अनुकूल और कम कार्बन होता है।
लेजर सफाई के अलावा, लेजर सतह उपचार में वास्तव में कई अनुप्रयोग श्रेणियां होती हैं, जैसे लेजर पॉलिशिंग, लेजर क्लैडिंग, लेजर शमन इत्यादि। इन तरीकों का उपयोग सामग्री की सतह के विशिष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों को बदलने के लिए किया जाता है, जैसे सतह प्रक्रिया बनाना हाइड्रोफोबिक, या लगभग 10 माइक्रोन के व्यास और केवल कुछ माइक्रोन की गहराई के साथ छोटे अवसाद उत्पन्न करने के लिए लेजर पल्स का उपयोग करना, ताकि खुरदरापन बढ़ाया जा सके और सतह के आसंजन को बढ़ाया जा सके।
लेजर सफाई के अलावा, क्या आप निम्नलिखित लेजर सतह उपचार विधियों को जानते हैं?
01. लेजर शमन
उच्च तनाव वाले जटिल भागों के प्रसंस्करण के लिए लेजर शमन समाधानों में से एक है। यह कैंषफ़्ट और झुकने वाले उपकरण जैसे उच्च घिसाव वाले हिस्सों को उच्च तनाव का सामना करने और जीवन का विस्तार करने में सक्षम बना सकता है।
इसका सिद्धांत कार्बन युक्त वर्कपीस की सतह को पिघलने वाले तापमान से थोड़ा नीचे तक गर्म करके धातु जाली (ऑस्टेनाइजेशन) में कार्बन परमाणुओं को पुनर्व्यवस्थित करना है (विकिरण शक्ति का 40% डिग्री अवशोषित होता है), और फिर लेज़र किरण फ़ीड दिशा के साथ सतह को स्थिर रूप से गर्म करती है। जैसे ही लेज़र किरण चलती है, आसपास की सामग्री तेजी से ठंडी हो जाती है, और धातु की जाली अपने मूल रूप में वापस नहीं आ पाती है, जिससे मार्टेंसाइट का उत्पादन होता है, जिससे कठोरता काफी बढ़ जाती है।
लेजर हार्डनिंग द्वारा प्राप्त कार्बन स्टील की बाहरी परत की सख्त गहराई आमतौर पर 0.1-1.5 मिमी होती है, और कुछ सामग्रियों पर 2.5 मिमी या अधिक हो सकती है। पारंपरिक शमन विधियों की तुलना में, इसके फायदे हैं:
1. लक्ष्य ताप इनपुट एक ही क्षेत्र तक सीमित है, इसलिए प्रसंस्करण के दौरान लगभग कोई घटक विरूपण नहीं होता है। पुनः कार्य की लागत कम हो जाती है या पूरी तरह समाप्त हो जाती है:
2. यह जटिल ज्यामितीय सतहों और सटीक भागों पर भी सख्त हो सकता है, और स्थानीय रूप से प्रतिबंधित कार्यात्मक सतहों की सटीक सख्तता प्राप्त कर सकता है जिन्हें पारंपरिक शमन विधियों द्वारा नहीं बुझाया जा सकता है:
3. कोई विकृति नहीं. पारंपरिक सख्त प्रक्रियाएं उच्च ऊर्जा इनपुट और शमन के कारण विकृति उत्पन्न करती हैं, लेकिन लेजर सख्त प्रक्रियाओं में, लेजर तकनीक और तापमान नियंत्रण के कारण गर्मी इनपुट को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। घटक लगभग अपनी मूल स्थिति में रहता है:
4. घटक की कठोरता ज्यामिति को "तुरन्त" बदला जा सकता है। इसका मतलब यह है कि ऑप्टिक्स/संपूर्ण सिस्टम को परिवर्तित करने की कोई आवश्यकता नहीं है।
02. लेजर टेक्सचरिंग
लेजर टेक्सचरिंग धातु सामग्री की सतह संशोधन के लिए प्रक्रिया साधनों में से एक है। संरचना प्रक्रिया के दौरान, लेजर तकनीकी गुणों को लक्षित तरीके से बदलने और नए कार्यों को विकसित करने के लिए परत या सब्सट्रेट में नियमित रूप से व्यवस्थित ज्यामिति बनाता है। यह प्रक्रिया मोटे तौर पर सतह पर प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य तरीके से नियमित रूप से व्यवस्थित ज्यामिति उत्पन्न करने के लिए लेजर विकिरण (आमतौर पर शॉर्ट-पल्स लेजर) का उपयोग करने के लिए है। लेजर बीम सामग्री को नियंत्रित तरीके से पिघलाती है और उचित प्रक्रिया प्रबंधन के माध्यम से एक परिभाषित संरचना में जम जाती है।
उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोफोबिक सतह संरचना पानी को सतह से बहने की अनुमति देती है। यह सुविधा अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर के साथ सतह पर सबमाइक्रोन संरचनाओं का निर्माण करके प्राप्त की जा सकती है, और बनाई जाने वाली संरचना को लेजर मापदंडों को बदलकर सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। विपरीत प्रभाव, जैसे हाइड्रोफिलिक सतह, भी प्राप्त किया जा सकता है:
ऑटोमोबाइल पैनलों की पेंटिंग के लिए, पेंट के आसंजन को बढ़ाने के लिए "माइक्रो-पिट्स" को पतली प्लेट की सतह पर समान रूप से वितरित किया जाना चाहिए। प्रति सेकंड हजारों से दसियों हजार बार की आवृत्ति के साथ एक स्पंदित लेजर किरण केंद्रित होती है और रोलर सतह पर घटना होती है। फोकस बिंदु पर रोलिंग सतह पर एक छोटा पिघला हुआ पूल बनता है। साथ ही, छोटे पिघले हुए पूल को बग़ल में उड़ाया जाता है ताकि पिघले हुए पूल में पिघले हुए पूल के किनारे तक जितना संभव हो सके एक चाप के आकार का बॉस बनाने के लिए निर्दिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार जमा हो सके। ये छोटे बॉस और सूक्ष्म गड्ढे न केवल सामग्री की सतह की खुरदरापन बढ़ा सकते हैं और पेंट के आसंजन को बढ़ा सकते हैं, बल्कि सामग्री की सतह की कठोरता को भी बढ़ा सकते हैं और सेवा जीवन का विस्तार कर सकते हैं।
कुछ विशेषताएँ लेज़र संरचना द्वारा उत्पन्न होती हैं, जैसे घर्षण विशेषताएँ या कुछ धातु सामग्रियों की विद्युत और तापीय चालकता। इसके अलावा, लेजर संरचना वर्कपीस की बॉन्डिंग ताकत और सेवा जीवन को भी बढ़ाती है।
शुईशांग बोगुआंग
पारंपरिक तरीकों की तुलना में, सतह लेजर संरचना अधिक पर्यावरण के अनुकूल है और अतिरिक्त सैंडब्लास्टिंग एजेंटों या रसायनों की आवश्यकता नहीं होती है: दोहराए जाने योग्य और सटीक, लेजर माइक्रोन के लिए सटीक नियंत्रित संरचना प्राप्त करता है और दोहराने में बहुत आसान है: यांत्रिक उपकरणों की तुलना में कम रखरखाव जल्दी से घिसें, लेजर संपर्क रहित है और इसलिए बिल्कुल घिसाव रहित है: किसी पोस्ट-प्रोसेसिंग की आवश्यकता नहीं है, और लेजर-संसाधित भागों पर कोई पिघला हुआ या अन्य प्रसंस्करण अवशेष नहीं छोड़ा जाता है।
03. लेजर रंगीन सतह उपचार
लेज़र टेम्परिंग का उपयोग अक्सर लेज़र रंगीन सतह उपचार में किया जाता है, जिसे लेज़र कलर मार्किंग के रूप में भी जाना जाता है। प्रक्रिया सिद्धांत यह है कि जब लेजर सामग्री को गर्म करता है, तो धातु को उसके पिघलने बिंदु से थोड़ा नीचे तक गर्म किया जाता है। उचित प्रक्रिया मापदंडों के तहत, गेट की संरचना बदल जाएगी: वर्कपीस की सतह पर एक ऑक्साइड परत बनेगी। जब यह फिल्म प्रकाश के संपर्क में आती है, तो आपतित प्रकाश इस समय विभिन्न तड़के वाले रंगों को प्रकट करने में हस्तक्षेप करता है। सतह पर उत्पन्न रंगीन अंकन परत विभिन्न देखने के कोणों के साथ बदलती रहती है। निशान का पैटर्न भी विभिन्न रंगों में बदल जाएगा। ये रंग लगभग 200'C तक के तापमान पर स्थिर रहते हैं। उच्च तापमान पर, गेट अपनी प्रारंभिक स्थिति में वापस आ जाएगा - अंकन गायब हो जाएगा। सतह की गुणवत्ता पूरी तरह से संरक्षित रहेगी। इसमें उच्च स्तर की सुरक्षा और एंटी-ट्रेसेबिलिटी है। नकली अनुप्रयोग। हाल के वर्षों में, इसका उपयोग चिकित्सा प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में परिपक्व रूप से किया गया है, अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर द्वारा नए ब्लैक मार्किंग के अलावा, यह उत्पाद पहचान के लिए भी बहुत उपयुक्त है, जिससे यूडीआई निर्देश के अनुसार अद्वितीय ट्रेसबिलिटी प्राप्त होती है।
04. लेजर क्लैडिंग
यह धातु और धातु-सिरेमिक संकर सामग्रियों के लिए उपयुक्त एक योगात्मक विनिर्माण प्रक्रिया है। इसका उपयोग 3डी ज्यामिति बनाने या संशोधित करने के लिए किया जा सकता है। इस उत्पादन विधि का उपयोग करके लेजर का उपयोग उनकी मरम्मत या कोटिंग के लिए भी किया जा सकता है। एयरोस्पेस क्षेत्र में, टरबाइन ब्लेड की मरम्मत के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का उपयोग किया जाता है।
टूल और डाई निर्माण में, टूटे हुए या घिसे हुए किनारों और आकार की कार्यात्मक सतहों की मरम्मत की जा सकती है या उन्हें बख़्तरबंद भी किया जा सकता है। ऊर्जा प्रौद्योगिकी या पेट्रोकेमिकल्स में, बीयरिंग, रोलर्स या हाइड्रोलिक घटकों को पहनने और संक्षारण से बचाने के लिए लेपित किया जाता है। ऑटोमोटिव निर्माण में एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का भी उपयोग किया जाता है। यहां बड़ी संख्या में घटकों को संशोधित किया गया है।
पारंपरिक लेज़र धातु जमाव में, लेज़र बीम पहले वर्कपीस को स्थानीय रूप से गर्म करती है और फिर एक पिघला हुआ पूल बनाती है। फिर बारीक धातु पाउडर को लेजर प्रोसेसिंग हेड के नोजल से सीधे पिघले हुए पूल में छिड़का जाता है। उच्च गति वाले लेजर धातु जमाव में, पाउडर कणों को पहले से ही सब्सट्रेट सतह के ऊपर लगभग पिघलने वाले तापमान तक गर्म किया जाता है। अतः पाउडर के कणों को पिघलाने में कम समय लगता है।
प्रभाव: प्रक्रिया की गति में उल्लेखनीय वृद्धि हुई। कम थर्मल प्रभाव के कारण, एल्यूमीनियम मिश्र धातु और कच्चा लोहा मिश्र धातु जैसी बहुत गर्मी-संवेदनशील सामग्री को भी उच्च गति वाले लेजर धातु जमाव का उपयोग करके लेपित किया जा सकता है। एचएस-एलएमडी प्रक्रिया का उपयोग करके घूर्णी रूप से सममित सतहों पर 1500 आरपीएम तक की उच्च सतह वेग प्राप्त की जा सकती है। सेमी/मिनट एक ही समय में, कई सौ मीटर प्रति मिनट तक की फ़ीड गति हासिल की जाती है।
लेज़र पाउडर जमाव से महंगे घटकों या सांचों की जल्दी और आसानी से मरम्मत करें। सभी आकारों की क्षति को बिना कोई निशान छोड़े जल्दी और लगभग ठीक किया जा सकता है। डिज़ाइन में बदलाव भी संभव है. इससे समय, ऊर्जा और सामग्री की बचत होती है। यह निकल या टाइटेनियम जैसी महंगी धातुओं के लिए विशेष रूप से सार्थक है। विशिष्ट अनुप्रयोग उदाहरण टरबाइन ब्लेड, विभिन्न पिस्टन, वाल्व, शाफ्ट या मोल्ड हैं।
05. लेजर ताप उपचार
एक ही चिप पर हजारों माइक्रो लेजर (वीसीएसईएल) लगे होते हैं। प्रत्येक उत्सर्जक 56 ऐसे चिप्स से सुसज्जित है, और एक मॉड्यूल में कई उत्सर्जक होते हैं। आयताकार विकिरण क्षेत्र में लाखों सूक्ष्म लेज़र हो सकते हैं और कई किलोवाट अवरक्त लेज़र शक्ति का उत्पादन कर सकते हैं।
वीसीएसईएल एक बड़े, दिशात्मक आयताकार बीम क्रॉस सेक्शन के साथ 100 डब्ल्यू/सेमी² की विकिरण तीव्रता के साथ निकट-अवरक्त किरणें उत्पन्न करते हैं। सिद्धांत रूप में, यह तकनीक उन सभी औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है जिनके लिए सतह और तापमान नियंत्रण में अत्यधिक उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है।
लेज़र हीट ट्रीटमेंट मॉड्यूल विशेष रूप से मांग और लचीली आवश्यकताओं वाले बड़े क्षेत्र के हीटिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। पारंपरिक हीटिंग विधियों की तुलना में, इस नई हीटिंग प्रक्रिया में अधिक लचीलापन, सटीकता और लागत बचत है।
इस तकनीक का उपयोग एल्यूमीनियम पन्नी को झुर्रियों से बचाने के लिए बैग-प्रकार की कोशिकाओं को सील करने के लिए किया जा सकता है, जिससे बैटरी की सेवा जीवन बढ़ जाता है। इसका उपयोग बैटरी एल्यूमीनियम पन्नी को सुखाने, सौर पैनलों को प्रकाश में भिगोने और विशिष्ट सामग्रियों (जैसे स्टील और सिलिकॉन वेफर्स) के हीटिंग क्षेत्र को सटीक रूप से संसाधित करने के लिए भी किया जा सकता है।
06. लेजर पॉलिशिंग
लेज़र पॉलिशिंग तकनीक का तंत्र सतह को संकीर्ण रूप से पिघलाना और सतह को अधिक पिघलाना है, जो सतह के रीमेल्टिंग और लेज़र रीमेल्ट परत के पुन: ठोसकरण पर निर्भर करता है। जब धातु की सतह को पर्याप्त उच्च-ऊर्जा लेजर द्वारा विकिरणित किया जाता है, तो इसकी सतह एक निश्चित डिग्री के पिघलने और पुनर्वितरण से गुजरती है, और सतह तन्य तनाव और गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के माध्यम से, जमने से पहले एक चिकनी सतह प्राप्त की जाती है।
पिघली हुई परत की पूरी मोटाई कुंड से शिखर तक की ऊंचाई से कम होती है, जिससे पूरी पिघली हुई धातु पास के कुंड में भर जाती है। इस भराव के लिए प्रेरक शक्ति केशिका प्रभाव के माध्यम से प्राप्त की जाती है, जबकि मोटी परत पिघले हुए पूल के केंद्र से तरल धातु को बाहर की ओर प्रवाहित करेगी। प्रेरक शक्ति थर्मल केशिका प्रभाव या मार्कोनी प्रभाव है, ताकि इसे पुनर्वितरित किया जा सके।
शुइसी बेगुआंग
अनुप्रयोग मामलों में सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक शामिल हैं, जिनका उपयोग प्रकाश और बड़े दूरबीनों (विशेष रूप से बड़े आकार और जटिल आकार के रिफ्लेक्टर) के ऑप्टिकल घटकों के रूप में किया जाता है। आरबी-एसआईसी एक विशिष्ट उच्च-कठोरता, जटिल-चरण सामग्री है, और इसकी सतह परिशुद्धता पॉलिशिंग तकनीक कठिन और अक्षम है। सी पाउडर के साथ पूर्व-लेपित आरबी-एसआईसी की सतह को फेमटोसेकंड लेजर द्वारा संशोधित किया गया है। पॉलिश करने के केवल 4.5 घंटे के बाद, 4.45 एनएम की सतह खुरदरापन वर्ग के साथ एक ऑप्टिकल सतह प्राप्त की जा सकती है। सीधे पीसने और पॉलिश करने की तुलना में, पॉलिशिंग दक्षता 3 गुना से अधिक बढ़ जाती है। मोल्ड, कैम और टरबाइन ब्लेड की पॉलिशिंग में लेजर पॉलिशिंग का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
07. लेज़र शॉट पीनिंग
लेज़र शॉक स्ट्रेंथनिंग, जिसे लेज़र शॉट पीनिंग के रूप में भी जाना जाता है, उच्च-ऊर्जा घनत्व, उच्च-फोकस, शॉर्ट-पल्स लेज़र (λ=1053nm) के साथ धातु भागों की सतह को विकिरणित करना है। सतह धातु (या अवशोषण परत) उच्च शक्ति घनत्व लेजर की कार्रवाई के तहत तुरंत एक प्लाज्मा विस्फोट बनाती है। विस्फोट शॉक वेव बाधा परत के अवरोध के तहत धातु भाग के अंदर तक प्रेषित होती है, जिससे सतह के दाने संपीड़ित प्लास्टिक विरूपण उत्पन्न करते हैं, और अवशिष्ट संपीड़न तनाव, अनाज शोधन और अन्य सतह को मजबूत करने वाले प्रभावों को मोटी सीमा में प्राप्त करते हैं। भाग की सतह. पारंपरिक मैकेनिकल शॉट पीनिंग की तुलना में, इसके निम्नलिखित फायदे हैं:
1. मजबूत दिशात्मकता: लेजर उच्च ऊर्जा रूपांतरण दक्षता के साथ एक नियंत्रणीय कोण पर धातु की सतह पर कार्य करता है, जबकि यांत्रिक प्रक्षेप्य प्रभाव कोण यादृच्छिक होता है:
2. बड़ा बल: लेज़र शॉट पीनिंग प्लाज़्मा ब्लास्टिंग द्वारा उत्पन्न तात्कालिक दबाव कई GPa जितना अधिक होता है: उच्च शक्ति घनत्व: लेज़र प्रभाव की चरम शक्ति घनत्व कई से दसियों GW//cm2 तक पहुँच जाती है:
3. अच्छी सतह अखंडता: लेजर प्रभाव का सतह पर लगभग कोई स्पटरिंग प्रभाव नहीं होता है, जबकि यांत्रिक शॉट पीनिंग के बाद, सतह की आकृति विज्ञान क्षतिग्रस्त हो जाता है और तनाव एकाग्रता होती है।
लेजर प्रभाव के बाद अधिकतम संपीड़न तनाव मूल्य बेहतर होता है, और सतह के अवशिष्ट संपीड़न तनाव में लगभग 40% ~ 50% की वृद्धि होती है, जो थकान जीवन, उच्च तापमान प्रतिरोध और झुकने वाले गठन जैसे संबंधित संकेतकों के मूल्यों में काफी सुधार करता है। वर्कपीस. इसे विमान सतह उपचार और एयरो-इंजन सतह उपचार के क्षेत्र में लागू किया गया है।
