Obrobiona laserowo powierzchnia sprawia, że obrabiany przedmiot jest bardziej odporny na obciążenia. Hartowanie laserowe, topienie i powlekanie sprawiają, że obrabiany przedmiot jest bardziej odporny na obciążenia: poprawia twardość i udarność, zmienia strukturę powierzchni, generuje napięcie nacisku lub powłokę ochronną na powierzchni. Znakowanie laserowe i mikroobróbka laserowa mogą również zmienić powierzchnię przedmiotu obrabianego.
【Utwardzanie laserowe】
Zasada hartowania laserowego: wiązka lasera nagrzewa warstwę powierzchniową metalu, a szybkie chłodzenie zwiększa jego twardość. Zaletą technologii hartowania laserowego jest to, że wymaga bardzo niewielkiej obróbki uzupełniającej i może obrabiać nieregularne trójwymiarowe elementy. Ze względu na niewielki dopływ ciepła odkształcenie przedmiotu obrabianego jest bardzo małe, co zmniejsza lub nawet eliminuje konieczność dalszej obróbki.
Hartowanie laserowe należy do procesu utwardzania warstwy wierzchniej. Może być stosowany tylko do materiałów na bazie żelaza, które można utwardzić. To znaczy stal i żeliwo o zawartości węgla powyżej 0,2%.
W celu utwardzenia obrabianego przedmiotu wiązka lasera nagrzewa warstwę powierzchni metalu w większości przypadków do temperatury bliskiej punktu topnienia, czyli około 900 do 1400°C. Gdy powierzchnia osiągnie wymaganą temperaturę, wiązka lasera opuszcza tę pozycję i kontynuuje ruch do przodu, stale nagrzewając powierzchnię przedmiotu obrabianego w nowym kierunku. Pod wpływem wysokiej temperatury atomy węgla w sieci metalowej zmieniają swoje położenie (austenityzacja). Gdy wiązka lasera opuści miejsce, materiał wokół tego miejsca szybko schładza gorącą warstwę powierzchniową. Zjawisko to nazywa się"samogasnące". Ze względu na szybkie schłodzenie metalowa siatka nie wraca do swojego pierwotnego kształtu, ale powstaje martenzyt. Martenzyt to metalowa konstrukcja o niezwykle wysokiej twardości. Konwersja do martenzytu może zwiększyć twardość materiału.
Wiązka lasera nagrzewa warstwę powierzchniową przedmiotu obrabianego. Typowa głębokość utwardzania powierzchni wynosi od 0,1 do 1,5 mm, a niektóre materiały osiągają 2,5 mm lub więcej. Jeśli głębokość utwardzenia powierzchni ma być większa, to objętość otoczenia musi być większa, aby ciepło mogło być szybko rozproszone, aby strefa utwardzona mogła zostać wystarczająco szybko schłodzona. Proces hartowania laserowego wymaga stosunkowo małej gęstości mocy. Jednocześnie przedmiot powinien być obrabiany na tej samej płaszczyźnie. Dlatego konieczne jest, aby wiązka lasera naświetlała jak największą płaszczyznę. Obecnie powszechnie stosuje się kwadratową powierzchnię napromieniowania. Podobnie, grupa luster skanujących jest również wykorzystywana w procesie hartowania laserowego, aby wiązka laserowa okrągłej plamki poruszała się bardzo szybko tam iz powrotem. Na powierzchni obrabianego przedmiotu powstaje linia o zasadniczo jednolitej gęstości mocy. Możliwe jest generowanie utwardzonych torów o szerokości do 60 mm. Jak pokazano na powyższym rysunku, część łożyska przy wale turbosprężarki została hartowana laserowo.
【Okładzina laserowa】
Aby poprawić odporność materiałów na zużycie lub zmodyfikować powierzchnię, ludzie stosują technologię napawania laserowego. System napawania laserowego może być używany do powlekania powłok metalowych na powierzchni istniejących elementów z taką samą jakością jak odlew. Nie ma utraty jakości, uszczelnienia, porów i pęknięć.
System napawania laserowego sprawia, że proces napawania laserowego jest bardzo prosty: na przygotowanej powierzchni laser tworzy stopiony basen. Sproszkowany materiał napylany jest na powierzchnię przez dyszę, a po zestaleniu się nowego materiału rozpoczyna się zgrzewanie kolejnej warstwy lub dalszą obróbkę.
Ogólnie rzecz biorąc, system napawania laserowego składa się z trzech głównych jednostek funkcjonalnych: przenośnika proszkowego, linii przenoszenia proszku i grupy lustra do obróbki z dyszą proszkową. Przenośnik proszkowy to ruchoma jednostka obok obrabiarki laserowej. Mieszanina gazu proszkowego z kilku pojemników jest mieszana w strumień proszku w przenośniku proszkowym i wprowadzana do dyszy proszkowej z precyzyjnie ustawionym natężeniem przepływu. Zintegrowany system czujników zapewnia zawsze wysoką jakość powlekania materiału.
