Het met laser behandelde oppervlak maakt het werkstuk meer belastbaar. Laserdoven, smelten en coaten maken het werkstuk meer belastbaar: het verbetert de hardheid en taaiheid, verandert de oppervlaktestructuur en genereert drukspanning of beschermende coating op het oppervlak. Lasermarkering en lasermicrobewerking kunnen ook het oppervlak van het werkstuk veranderen.
【Laserharden
Het principe van laserharden: de laserstraal verwarmt de oppervlaktelaag van het metaal en de snelle afkoeling verhoogt de hardheid. Het voordeel van laserhardingstechnologie is dat deze zeer weinig nabewerking vereist en onregelmatige driedimensionale werkstukken kan verwerken. Door de kleine warmte-inbreng is de vervorming van het werkstuk zeer klein, waardoor de noodzaak voor nabewerking wordt verminderd of zelfs geëlimineerd.
Laserdoven behoort tot het verhardingsproces van de oppervlaktelaag. Het kan alleen worden gebruikt voor materialen op ijzerbasis die kunnen worden gehard. Dat wil zeggen, staal en gietijzer met een koolstofgehalte van meer dan 0,2%.
Om het werkstuk te harden, verwarmt de laserstraal de metalen oppervlaktelaag in de meeste gevallen tot nabij het smeltpunt, dat wil zeggen ongeveer 900 tot 1400°C. Wanneer het oppervlak de vereiste temperatuur bereikt, verlaat de laserstraal deze positie en gaat verder naar voren, waarbij het oppervlak van het werkstuk continu in de nieuwe richting wordt verwarmd. Onder invloed van hoge temperaturen veranderen de koolstofatomen in het metaalrooster van positie (austenitisatie). Zodra de laserstraal een locatie verlaat, koelt het materiaal rond die locatie snel de hete oppervlaktelaag af. Dit fenomeen wordt"zelfdovend" genoemd. Door de snelle afkoeling keert het metalen rooster niet terug naar zijn oorspronkelijke vorm, maar ontstaat er martensiet. Martensiet is een metalen structuur met een extreem hoge hardheid. Omzetting naar martensiet kan de hardheid van het materiaal verhogen.
De laserstraal verwarmt de oppervlaktelaag van het werkstuk. De typische oppervlaktehardingsdiepte is 0,1 tot 1,5 mm, waarbij sommige materialen 2,5 mm of meer bereiken. Als de uithardingsdiepte van het oppervlak groter moet zijn, moet het omringende volume groter zijn, zodat de warmte snel kan worden afgevoerd, zodat de uitgeharde zone snel genoeg kan worden afgekoeld. Het laserhardingsproces vereist een relatief kleine vermogensdichtheid. Tegelijkertijd moet het werkstuk op hetzelfde vlak worden verwerkt. Daarom is het noodzakelijk om de laserstraal een zo groot mogelijk vlak te laten uitstralen. Momenteel wordt vaak het vierkante bestralingsoppervlak gebruikt. Evenzo wordt de scanspiegelgroep ook gebruikt in het laseruitdovingsproces om de laserstraal van de cirkelvormige vlek zeer snel heen en weer te laten bewegen. Een lijn met in hoofdzaak uniforme vermogensdichtheid wordt gevormd op het oppervlak van het werkstuk. Het is mogelijk om geharde sporen te genereren met een breedte tot 60 mm. Zoals te zien is in de bovenstaande afbeelding, is het lagergedeelte bij de as van de turbocompressor lasergehard.
【Laserbekleding】
Om de slijtvastheid van materialen te verbeteren of het oppervlak aan te passen, gebruiken mensen lasertechnologie. Het lasercladsysteem kan worden gebruikt om metalen coatings op het oppervlak van bestaande werkstukken te coaten met dezelfde kwaliteit als gieten. Er is geen kwaliteitsverlies, afdichting, geen poriën en scheuren.
Het lasercladsysteem maakt het laser-surfacing-proces heel eenvoudig: op het voorbereide oppervlak wordt een laser gebruikt om een smeltbad te creëren. Het poedervormige materiaal wordt via het mondstuk op het oppervlak gespoten en wanneer het nieuwe materiaal is gestold, wordt begonnen met het lassen van de volgende laag of de daaropvolgende verwerking.
Over het algemeen bestaat het lasercladsysteem uit drie functionele hoofdeenheden: poedertransporteur, poedertransportlijn en verwerkingsspiegelgroep met poedermondstuk. De poedertransporteur is een verplaatsbare unit naast de laserbewerkingsmachine. Het poedergasmengsel uit meerdere containers wordt in de poedertransporteur tot een poederstroom gemengd en met een nauwkeurig ingesteld debiet in de poedersproeier gebracht. Het geïntegreerde sensorsysteem zorgt te allen tijde voor de hoge kwaliteit van de materiaalcoating.
