חומרים הדורשים טיפול קדם-בחום לפני חיפוי לייזר

חיפוי לייזר הוא טכנולוגיה מתקדמת לשינוי פני השטח היוצרת ציפוי מליטה מתכתי בעל ביצועים גבוהים על פני המצע על ידי המסת חומרי חיפוי ומשטח המצע באמצעות קרן לייזר באנרגיה גבוהה-. עם זאת, עבור חומרים מסוימים, ישיר חיפוי לייזרללא טיפול בחום-מוביל לעתים קרובות לפגמים חמורים כגון סדקים, נקבוביות או חוזק מליטה ירוד בשכבת החיפוי. טיפול קדם-בחום מפחית בעיקר את שיפוע הטמפרטורה בין אזור החיפוי למצע, מקל על מתח תרמי הנוצר בתהליך החימום והקירור המהיר, ומשפר את המיקרו-מבנה והתכונות המכניות של המצע, ובכך מניח בסיס מוצק לחיפוי איכותי-. בחירת החומרים הזקוקים לטיפול בחום- קשורה קשר הדוק להרכב הכימי שלהם, לתכולת הפחמן ולמוליכות התרמית שלהם.

פלדה גבוהה-פחמן וסגסוגת- גבוהה הם החומרים העיקריים המחייבים טיפול קדם- בחום לפניחיפוי לייזר. פלדות עם תכולת פחמן גבוהה מ-0.4%, כגון פלדה #45, פלדת כלי T10 ופלדות מבניות מסגסוגת שונות המכילות כרום, מוליבדן או ונדיום, הן בעלות מוליכות תרמית ירודה ויכולת התקשות גבוהה. במהלך חיפוי לייזר ישיר, העלייה והירידה המהירה של הטמפרטורה תגרום ללחץ תרמי משמעותי במצע, ויגרור בקלות סדקים הן בשכבת החיפוי והן באזור המושפע-החום. בנוסף, ברזל יצוק, במיוחד ברזל יצוק-גבוה בכרום וברזל יצוק נודולרי, דורשים גם הם חימום מוקדם.- ברזל יצוק מכיל שלבי גרפיט עם פיזור לא אחיד, והקרנת הלייזר בטמפרטורה{10} גבוהה יכולה בקלות לגרום לחמצון גרפיט ולהרחבת נפח, מה שמוביל לריכוז מתח פנימי; טיפול קדם-בחום יכול להומוג את שדה הטמפרטורה ולהפחית סיכונים כאלה. חלק ממתכות עקשן וסגסוגות שלהן, כגון סגסוגות טיטניום וסגסוגות על מבוססות ניקל- המשמשות בתחומי תעופה וחלל, זקוקות גם הן לטיפול קדם{14}}מתאים בחום בשל הרגישות הגבוהה שלהן להלם תרמי.

עבור החומרים שהוזכרו לעיל, טיפול בחום-קדם אינו תהליך אופציונלי אלא ערובה מכרעת להצלחתחיפוי לייזר. חימום מוקדם-נכון יכול לא רק למנוע ביעילות יצירת סדקים ופגמים אחרים אלא גם לשפר את יכולת ההרטבה של אבקת החיפוי על פני המצע, ולקדם את היווצרות ממשק מליטה מתכתי צפוף. יתרה מכך, טיפול קדם- בחום יכול לחדד את מבנה המיקרו של המצע, להפחית את ההבדל בקשיות בין שכבת החיפוי למצע, ולשפר את עמידות הבלאי הכוללת, העמידות בפני קורוזיה ועמידות החלק המצופה עייפות. יש לציין כי טמפרטורת-החום וזמן ההחזקה צריכים להיות בקרה מדויקת בהתאם לסוג החומר הספציפי ולגודל החלק; חימום מוקדם- מוגזם עלול להוביל לצמיחת גרגרים של המצע, בעוד שחימום מוקדם- לא מספיק אינו יכול להשיג את אפקט הפגת המתח הרצוי