יישום טכנולוגיית חיפוי לייזר בחלקי ציוד הנדסי

כיום, הטכנולוגיות העיקריות בהן נעשה שימוש בתיקון ציוד הנדסי כוללות התזת קשת, טיפול בחום, ריתוך משטחים וכו', אך עם ההתפתחות המתמשכת של טכנולוגיית חיפוי הלייזר, ביצועי הכנת הציפוי הופכים למצוינים יותר ויותר היעילות גם גוברת, ומספקת שיטות חדשות ורעיונות חדשים לתיקון וייצור מחדש של ציוד הנדסי.

בהשוואה לתחומי ייצור מתקדמים כגון תעופה וחלל, ייצור מחדש של רכב וייצור מחדש של ספינות, השימוש בחיפוי לייזר לתחזוקת ציוד הנדסי וייצור מחדש יש התפתחות איטית יותר ורמה נמוכה יותר. על מנת להבטיח את קצב התקינות והאמינות של ציוד הנדסי, התוצאות המתקדמות של חיפוי לייזר בתחומים אחרים משמשות לעיון, ונלמדים שני ההיבטים של חיזוק פני השטח ושיפור עמידות בפני קורוזיה.

מבנה הציוד ההנדסי מורכב, מגוון רחב של חלקים, חלקים מסוימים לא רק נדרשים לדי קשיחות וקשיחות, אלא גם דורשים מהמשטח מספיק קשיות ועמידות בפני שחיקה, כגון משטח שן הילוכים, משטח התאמת גל ההילוכים וכו' ., כדי לחפש עמידות טובה יותר בפני שחיקה וקשיות משטח גבוהה יותר.

מבחינת שיפור עמידות הבלאי של החלקים, שכבת החיפוי על בסיס Fe מוכנה בטכנולוגיית חיפוי לייזר על פני פלדה 45. לאחר ייעול פרמטרי התהליך מתקבלת שכבת החיפוי הצפופה וללא עריקות, וקשיותה גבוהה משמעותית מזו של המטריצה. הבעיות של בלאי מוגזם וסדקים בלוח הפיר המעוקל נפתרות ביעילות. במהלך המשימה, גל הזיזים של מנוע הטנק יישא את פגיעת הפתיחה והסגירה של השסתום מעת לעת, מה שיגרום לכשל בלאי אפרסק של ה-CAM. אבקת סגסוגת Fe90 על בסיס Fe טופלה בלייזר על פני גל הזיזים של הטנק כדי להשיג את הציפוי ללא סדקים, נקבוביות ומבנה צפוף, ועמידות הבלאי שלה השתפרה מאוד.

על מנת לשפר את קשיות החלקים, הוכנו ציפויי לייזר מסגסוגת Fe60 וסגסוגת Ni60 על פני פלדה 45 והושוו תכונותיהם. למרות שלשכבת חיפוי סגסוגת Ni60 יש קשיות גבוהה יותר, יש לה יותר סדקים, בעוד שלציפוי סגסוגת Fe60 יש לא רק קשיות גבוהה יותר באזור ההדבקה, אלא גם בעל הדבקה מתכתית טובה ללא פגמים ברורים. המסקנה היא שאבקת סגסוגת Fe60 מתאימה יותר לטיפול בחיפוי לייזר על משטח פלדה 45.

הרוב המכריע של חלקי הציוד ההנדסי הם חומרי מתכת, למרות שלחלקים יש הגנה מסוימת נגד חלודה כשהם רק מופיעים, כגון ציפוי, ציפוי וטכנולוגיה הנדסית משטח אחרת, אבל הציוד הוא בדרך כלל בחוץ והתנאים הם סביבה קשה יותר באוויר הפתוח, המתכת החשופה עדיין קלה לייצר חלודה חמצונית. לכן, ניתן להכין את הציפוי העמיד בפני קורוזיה בטכנולוגיית חיפוי לייזר כדי לחסום את המגע הישיר בין המתכת לאטמוספירה ולחות, כדי למלא את התפקיד של הגנה נגד חלודה.

נמצא שניתן לשפר משמעותית את עמידות הקורוזיה של שכבת החיפוי על ידי הוספה ושליטה בתנאי שדה חיצוניים. מורפולוגיה של פני השטח, גודל חתך הרוחב, מבנה ההתמצקות, מספר הסדקים וקשיות המיקרו של ציפוי הלייזר נחקרו בפירוט על ידי שימוש בברזל טהור כמטריקס ובאבקת סגסוגת Ni60 מתמזגת כחומר חיפוי בעזרת זרם חילופין יחיד, יחיד. שדה מגנטי במצב יציב ושדה מרוכב אלקטרו-מגנטי. הוכח כי ניתן לקבל ציפוי חיפוי בלייזר איכותי באמצעות פרמטר מרוכב אלקטרו-מגנטי קטן, המשפר את עמידות הציפוי בפני קורוזיה. תכנית זו מספקת הדרכה טכנית לחיזוק ציוד הנדסי על ידי טכנולוגיית חיפוי לייזר. לסיכום, טכנולוגיית חיפוי לייזר מעניקה כדאיות מסוימת לשיפור עמידות בפני קורוזיה של ציוד הנדסי.

מאז 1974, חיפוי לייזר Gnanamuthu שכבת מתכת על פני מצע מתכת וקיבל את הפטנט הרלוונטי, הטכנולוגיה נחקרה במשך קרוב לחצי מאה, וכיום, נצבר הרבה ניסיון ונתונים ניסיוניים. עם זאת, המחקר והיישום שלו בתיקון וחיזוק ציוד הנדסי עדיין מעטים, על מנת להגיע לקידום חיפוי לייזר בתחום תחזוקת ציוד הנדסי וייצור מחדש, ניתן ללמוד את העתיד מהכיוונים הבאים:

1. לספוג את התוצאות המצטברות של טכנולוגיית חיפוי לייזר במחקר מתקדם בתעשייה, ולהשתמש בה בציוד הנדסי, על מנת לשפר את המצב הקיים של תחזוקה נמוכה וייצור מחדש של ציוד הנדסי ופיתוח איטי.

2. היישום של טכנולוגיית חיפוי לייזר במכונות הקמת גשרים צבאיות ואזרחיות עדיין פחות. לאחר ניתוח הסדקים של לוח הפלדה בזרוע הגדולה של מכונת הקמת הגשר, מכון המחקר WISCO מצא כי הציוד עדיין לא הגיע לחיי השירות שלו, והכשל של לוח הפלדה שייך לשבר העייפות של חלק הכללת הסיגים של הריתוך, והוא מתרחב לאורך נתיב הריתוך. יחד עם זאת, ישנם מבנים מרטנסיטים שבירים בריתוך. טכנולוגיית חיפוי הלייזר משמשת לטיפול בלוח הפלדה של הזרוע הגדולה של מכונת הקמת הגשר, שיכולה לא רק לשפר ביעילות את התכונות המכניות שלה, אלא גם לשפר את עמידות הקורוזיה ועמידות החמצון שלה, לספק רעיונות חדשים ושיטות חדשות לתחזוקה וייצור מחדש של ציוד צבאי ואזרחי להקמת גשרים.

3. יש לשפר את יציבות חוזק ההתקשרות המטלורגית בין שכבת החיפוי למצע. בשל מהירות החימום והקירור המהירים מאוד של שכבת החיפוי, מקדם ההתפשטות התרמית, נקודת ההיתוך והרטיבות של חומר החיפוי וחומר הבסיס שונים, מה שהופך את המפרק המטלורגי לנטייה להיסדק, ולכן ההשפעה של השילוב המטלורגי צריך להשתפר.

4. פרמטרי התהליך של חיפוי לייזר עברו אופטימיזציה ושדרוג. בחיפוי לייזר, כיצד למצוא במהירות וביעילות את הפתרון האופטימלי של מערך פרמטרי תהליך תמיד היה נושא מרכזי עבור החוקרים, ולפרמטרי התהליך המתאימים יש משמעות רבה להכנת ציפויים איכותיים.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd היא מפעל היי-טק המתמחה במו"פ, ייצור ומכירה של מכונת חיפוי לייזר אוטומטית, מכונת חיפוי לייזר במהירות גבוהה, מכונת מרווה בלייזר, מכונת ריתוך לייזר וציוד הדפסת לייזר בתלת מימד. המוצרים שלנו חסכוניים ונמכרים בארץ ובחו"ל. אם אתה מעוניין במוצרים שלנו, אנא צור איתנו קשר בכתובת bob@gshenglaser.com.