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關于激光局部淬火工作中注意什么地方?

文章出處:公司動態(tài) 責任編輯:東莞市創(chuàng)遠激光科技有限公司 發(fā)表時間:2024-11-26
  ?在激光局部淬火工作中,需要注意以下幾個方面:
?關于激光局部淬火工作中注意什么地方?的圖片
一、設備與參數(shù)設置
激光設備檢查
激光功率穩(wěn)定性:在開始工作前,要檢查激光設備的功率是否穩(wěn)定。因為激光功率的波動會直接影響淬火效果。例如,功率過高可能導致工件表面過度熔化,形成廢品;功率過低則可能無法達到淬火所需的溫度,不能形成有效的硬化層??梢允褂霉β视媽す夤β蔬M行檢測,確保其在規(guī)定的公差范圍內(nèi)。
光束質量與光斑形狀:檢查激光光束的質量和光斑形狀。良好的光束質量可以保證能量的集中和均勻分布。光斑形狀應符合淬火區(qū)域的要求,通常希望光斑是均勻的圓形或方形。如果光斑出現(xiàn)畸變,如能量分布不均勻,可能會使淬火后的工件表面硬度不一致。可以通過光束分析儀器來評估光束質量和光斑形狀。
冷卻系統(tǒng)功能:激光設備的冷卻系統(tǒng)至關重要。由于激光產(chǎn)生過程中會產(chǎn)生大量的熱量,需要有效的冷卻來維持設備的正常運行。檢查冷卻水管路是否暢通,冷卻液的液位是否足夠,冷卻水泵是否正常工作。例如,若冷卻液不足,可能會導致激光設備的關鍵部件過熱損壞,影響設備的使用壽命和工作性能。
參數(shù)設置優(yōu)化
激光功率與掃描速度匹配:根據(jù)工件的材料、尺寸和淬火要求,合理設置激光功率和掃描速度。激光功率和掃描速度是相互關聯(lián)的參數(shù),它們共同決定了工件表面的加熱速度和淬火效果。例如,對于高碳鋼工件,較高的激光功率結合適當?shù)膾呙杷俣瓤梢允贡砻嫜杆龠_到淬火溫度,然后通過自身的熱傳導快速冷卻,形成馬氏體組織,提高表面硬度。一般來說,激光功率越高,掃描速度可以相應加快,但需要通過試驗來確定最佳的匹配參數(shù)。
光斑尺寸與淬火深度:考慮光斑尺寸對淬火深度的影響。光斑尺寸越大,能量分布相對越分散,淬火深度可能較淺;光斑尺寸越小,能量越集中,淬火深度可能會增加,但也容易造成表面溫度過高。在實際操作中,要根據(jù)工件對淬火深度的要求來調(diào)整光斑尺寸。例如,對于只需要淺表面淬火的工件,如一些小型模具的刃口部分,可以使用較大的光斑尺寸,以獲得較寬但較淺的淬火層。
脈沖頻率(對于脈沖激光):如果使用脈沖激光進行淬火,脈沖頻率也是一個關鍵參數(shù)。脈沖頻率決定了單位時間內(nèi)激光脈沖的次數(shù),它會影響工件表面的加熱和冷卻周期。合適的脈沖頻率可以使工件表面在脈沖間隔期間得到充分的冷卻,有利于馬氏體的形成。例如,在淬火一些對熱敏感性高的合金材料時,適當降低脈沖頻率可以避免材料過熱,提高淬火質量。
二、工件準備與處理
表面清潔與預處理
去除油污和雜質:工件表面必須清潔,不能有油污、鐵銹、灰塵等雜質。這些雜質會吸收激光能量,導致淬火不均勻,甚至可能引起表面燒傷??梢允褂糜袡C溶劑(如丙酮、酒精)清洗工件表面,或者采用機械打磨的方式去除鐵銹和氧化皮。例如,對于長期暴露在空氣中的鋼鐵工件,先用砂紙打磨掉表面的氧化層,然后用酒精擦拭干凈,以確保激光能量能夠有效地被工件吸收用于淬火。
表面粗糙度控制:工件表面的粗糙度也會影響激光淬火效果。過于光滑的表面可能會導致激光反射率增加,降低能量吸收效率;而過于粗糙的表面會使光斑的聚焦效果變差。一般來說,表面粗糙度 Ra 值控制在 0.8 - 3.2μm 較為合適??梢酝ㄟ^研磨、拋光等方式來調(diào)整表面粗糙度。
工件裝夾與定位
裝夾穩(wěn)定性:確保工件裝夾牢固,避免在激光掃描過程中工件發(fā)生位移。如果工件移動,不僅會使淬火區(qū)域偏離預定位置,還可能導致激光與工件的相對位置變化,影響淬火質量。可以使用合適的夾具,如虎鉗、磁性吸盤等,根據(jù)工件的形狀和尺寸選擇合適的裝夾方式。例如,對于圓柱形工件,可以使用 V 型塊進行裝夾,保證工件在水平和垂直方向的穩(wěn)定性。
定位精度:準確地定位淬火區(qū)域非常重要??梢允褂酶呔鹊亩ㄎ还ぞ?,如千分尺、卡尺、定位銷等,確保激光光斑能夠準確地照射在需要淬火的部位。對于復雜形狀的工件或有多個淬火區(qū)域的工件,要提前規(guī)劃好掃描路徑和定位點,并且在裝夾后進行仔細的校準。
三、操作環(huán)境與安全防護
環(huán)境條件控制
溫度與濕度:操作環(huán)境的溫度和濕度會影響激光設備的性能和工件的淬火效果。溫度過高可能會使激光設備的散熱負擔加重,降低其工作穩(wěn)定性;濕度過高可能會導致電氣設備受潮,引發(fā)故障。一般建議工作環(huán)境溫度保持在 18 - 25℃,相對濕度控制在 40% - 60%??梢酝ㄟ^安裝空調(diào)和除濕設備來調(diào)節(jié)環(huán)境條件。
光照與灰塵:避免強光直射激光設備和工件,因為強光可能會干擾激光的光路和能量檢測系統(tǒng)。同時,要盡量減少工作環(huán)境中的灰塵,灰塵顆??赡軙M入激光設備內(nèi)部,影響光學元件的性能,也可能會落在工件表面,影響淬火質量??梢酝ㄟ^安裝遮光罩和空氣過濾設備來改善工作環(huán)境。
安全防護措施
激光輻射防護:激光輻射對人體眼睛和皮膚有傷害,操作人員必須佩戴符合標準的激光防護眼鏡和防護手套。激光防護眼鏡的波長范圍和光學密度要根據(jù)激光設備的波長和功率來選擇,以確保能夠有效地阻擋激光輻射。防護手套要能夠防止激光反射或散射對皮膚的傷害。
通風與有害氣體處理:在激光淬火過程中,工件表面可能會產(chǎn)生一些有害氣體,如金屬氧化物煙霧。要確保工作場所通風良好,可以安裝通風設備,如抽風機、通風管道等,將有害氣體排出室外。對于一些產(chǎn)生大量有害氣體的情況,還需要配備相應的有害氣體處理裝置,如活性炭吸附裝置或化學洗滌塔等。

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