Plasma SYSTEM S.A.

Proces hartowania laserowego (laser hardening) przeprowadza się w celu uzyskania twardej i odpornej na ścieranie struktury warstwy wierzchniej. Dobrze hartują się materiały o zawartości węgla wynoszącej min. 0,22% ich masy takie jak: stale konstrukcyjne, stale do ulepszania cieplnego, stale narzędziowe, staliwa, żeliwa oraz odlewy z żeliwa modyfikowanego (grafit płatkowy) i sferoidalnego..

Technologia hartowania laserowego pozwala na obróbkę materiałów już wcześniej nawęglonych lub naazotowanych. Ze względu na dużo wyższe prędkości chłodzenia w porównaniu do hartowania piecowego i indukcyjnego otrzymuje się drobniejszą sieć krystaliczną, co daje wyższe twardości, dochodzące nawet do 68 HRC, i tym samym lepszą odporność na zużycie.

Głębokość hartowania zależy od rodzaju materiału i parametrów procesu i może osiągać 1,5-2 mm, co w większości przypadków jest zupełnie wystarczające. Jednocześnie wytrzymałość mechaniczna rdzenia elementu pozostaje na niezmienionym poziomie, natomiast możliwość pęknięcia zostaje zredukowana do minimum dzięki korzystnemu rozkładowi naprężeń.

Podczas hartowania laserowego w atmosferze gazu ochronnego nie pojawiają się warstwy tlenków na powierzchni hartowanego przedmiotu. Sam proces zużywa kilka do kilkunastu razy mniej energii w stosunku do hartowania piecowego i indukcyjnego, co przeważnie całkowicie eliminuje powstawanie odkształceń elementów. Wyeliminowane zostają operacje technologiczne związane z obróbką wykańczającą, usunięciem naprężeń pohartowniczych lub prostowaniem elementów. Tym samym hartowane detale są niemal natychmiast dostępne w dalszym procesie produkcji.

Proces hartowania laserowego pozwala na selektywne hartowanie wybranych powierzchni elementu i nie nakłada żadnych ograniczeń co do jego gabarytów – jedynym wymogiem jest, aby przeznaczona do zahartowania powierzchnia była dostępna dla wiązki lasera. Tym samym możliwe jest zahartowanie jedynie wybranego, szczególnie narażonego na zużycie fragmentu ważącego wiele ton elementu.

Zastosowanie hartowania laserowego umożliwia obróbkę detali, które dotąd nie mogły być hartowane innymi metodami. Operacje hartowania laserowego mogą zostać w pełni zautomatyzowane. Oprogramowanie współpracujące z systemem CAD/CAM umożliwia programowanie drogi wiązki laserowej.

Precyzyjna kontrola temperatury zapewnia wysokiej jakości równomierne zahartowanie detalu, co pozwala wyeliminować niekorzystne zjawiska nadtopienia ostrych krawędzi.

Korzyści i obszary zastosowań technologii

Wykorzystanie w procesie napawania laserowego materiałów o najwyższej trwałości oraz wykorzystanie zalet hartowania laserowego niesie ze sobą wiele wymiernych korzyści:

• obniżenie kosztów wytwarzania nowych elementów;
• podniesienie trwałości i niezawodności nowych elementów;
• odbudowa i wydłużenie żywotności zużytych lub uszkodzonych części;
• zwiększenie dyspozycyjności maszyn i urządzeń oraz całych instalacji przemysłowych;
• zminimalizowanie ryzyka przestojów awaryjnych;
• zmniejszenie wydatków na remonty i zakup części zamiennych;
• obniżenie kosztów bieżącej eksploatacji.

Ze względu na swój uniwersalny charakter technologie laserowe znajdują zastosowanie praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu:

• hutnictwie,
• przetwórstwie stali,
• przemyśle maszynowym,
• lotnictwie, energetyce,
• branży samochodowej,
• górnictwie i wiertnictwie.

Przykładowe aplikacje obejmują:

• elementy hydrauliki siłowej,
• rolki samotokowe,
• walce,
• armaturę przemysłową ,
• wentylatory,
• korpusy pomp,
• zawory i gniazda zaworów,
• łopatki turbin,
• rury kotłowe,
• części silników odrzutowych,
• narzędzia,
• matryce, a także wały maszyn,
• bębny tuleje,
• nurniki, ślimaki itp.

Technologie hartowania i napawania laserowego są przyjazne dla środowiska. Podstawową ich cechą jest energooszczędność. Wysoko wydajny laser o mocy 4,0 kW zużywa łącznie z układem chłodzenia niecałe 15 kW.

W przypadku wykorzystania napawania laserowego w celu odbudowy zużytych części maszyn i urządzeń zapotrzebowanie na surowce i energię w porównaniu do procesu wytworzenia nowego elementu jest o ok. 85% mniejsze.

W procesie hartowania laserowego wprowadza się do materiału tylko ok. 10-40% ciepła w porównaniu do hartowania piecowego lub indukcyjnego. Odpada także potrzeba zużycia energii do dodatkowych operacji technologicznych takich jak: wytworzenie próżni, obróbka, prostowanie,

Wyeliminowane jest całkowicie użycie wody czy oleju.