61 (108)

70 Obróbki powierzchniowe

nia strefa przetopiona jest bardziej drobnoziarnista i jednorodna. Lasery ciągłe mają dużą moc, co pozwala na przetopienie znacznie większej masy materiału. Pozwala to, co prawda, na objęcie obróbką laserową większej powierzchni i rozpuszczenie wydzieleń, ale na skutek mniejszej szybkości chłodzenia i dłuższego czasu krystalizacji struktura jest bardziej gruboziarnista, większa jest segregacja i więcej jest austenitu szczątkowego, stąd własności są gorsze. Korzystne jest więc stosowanie najpierw lasera ciągłego, a następnie impulsowego.

2.54.    Na czym polega laserowe wtapianie pierwiastków?

Laserowe wtapianie (stopowanie), czyli wzbogacanie warstwy wierzchniej w inne pierwiastki jest odmianą obróbki cieplno-chemicznej. Polega na naniesieniu na powierzchnię metalu powłoki zawierającej określony pierwiastek lub pierwiastki w postaci warstwy proszku, zawiesiny proszkowej w szkle wodnym lub warstwy galwanicznej i przetopieniu wiązką lasera. Niekiedy wzbogacenie można też uzyskać z atmosfery gazowej, stosując nadmuch np. gazem nawęglającym lub azotującym. Najlepsze wyniki uzyskuje się, gdy temperatura topnienia wtapianego pierwiastka jest zbliżona do temperatury topnienia żelaza (np. Ni, Si, Cr). Pierwiastki trudnotopliwe (W, Mo) nie rozpuszczają się, lecz cząstki proszku opadają na dno roztopionego „jeziorka”. Pierwiastki niskotopliwe albo zupełnie odparowują, albo następuje wybuchowe niszczenie warstwy. Przez wtapianie laserowe uzyskuje się wzrost twardości i odporności na ścieranie. Wtapianie laserowe może być łączone z laserową obróbką cieplną poprzez odpowiednie komponowanie powłok antyre-fleksyjnych (np. powłoki węglowe nawęglają stale niskowęglowe).

2.55.    Jakie są powłoki anty refleksyjne i metody ich badania?

Najczęściej stosowuną powłoką jest grafit lub sadza nakładane w postaci emulsji wodnej lub z płomienia świecy. Współczynnik absorpcji takiej powłoki, określony metodą kalorymetryczną, wynosi 45 - 76%. W^radą takich powłok jest nawę-gianie stali niskowęglowej po stopieniu, co w przypadku cięcia laserowego wymaga usuwania warstwy nawęglonej przed spawaniem. Dobrą absorpcyjność mają też tlenki żelaza (i inne), np. w postaci zgorzeliny. Powłoka taka nie nawęgla, ma większy współczynnik przewodzenia ciepła i nie wypala się. Zalety obydwóch tych powłok, bez ich wad, ma opatentowana przez nas mieszanina tlenku żelaza i grafitu. Dla laserów o małej mocy można stosować wprowadzone przez nas powłoki egzotermiczne (np. tlenek żelaza + proszek Al lub Mg) lub plazmowe (np. AI2O3). Te ostatnie nie wypalają się i zachowują stałą absorpcyjność nawet po wielokrotnym nagrzewaniu wiązką laserową.

Absorpcyjność promieniowania laserowego można badać różnymi metodami. Najprostsza jest metoda metalograficzna (na podstawie głębokości przetopu), gdyż nie wymaga żadnej specjalistycznej aparatury pomiarowej. Bezwzględną absorpcyjność można określić za pomocą kalorymetru (drogą pomiaru ilości pochłonię-trego ciepła). Można też stosować kamerę termowizyjną lub pirometr. Nie wymaga