5m/s 5G najszybszy laser Kimla

Politechnika poznańska właśnie kupiła zestaw Laser TruDiode Trumpfa + robot kuka + mała tokarka cnc DMG. Robot trzyma głowicę lasera i hartuje detale zamocowane w tokarce.

Chcą się bawić w hartowanie, punktowe, liniowe, krzywoliniowe. Hartowanie krawędzi wirników samolotów itp itd. Tylko na razie się uczą bo wszystkie trzy urządzenia mają (lub może już są) być sterowane z jednego pulpitu.

Z tego co na uczelni mnie uczyli to nawet w stali konstrukcyjnej warstwa wierzchnia się zahartuje podczas palenia laserem, tylko kwestia jak cienka jest ta warstwa. No chyba że 1mm blacha będzie tak szybko palona, no ale z drugiej strony przecież nawet 1mm blachę podgrzewamy do temp topnienia (albo nawet do temp. parowania). Najlepiej ukazałby to zgład metalograficzny .

Teraz takie dziwne pytanie mnie naszło odnośnie ciecia laserem:
Cięcie z utlenianiem używamy tlenu
Cięcie ze stapianiem - argon, azot

A co z innymi gazami? Np. Co2, albo Propan - butan? Dlaczego ich się nie stosuje? Taki propan butan wniósłby dodatkową energię do miejsca palenia oraz nawęglałby warstwę wierzchnią, która na pewno by się zahartowała. Z nadwyżki węgla pewnie i by ta warstwa popękała, no ale to kwestia dozowania gazu (mieszania z innymi).

lolo2 pisze: Z tego co na uczelni mnie uczyli to nawet w stali konstrukcyjnej warstwa wierzchnia się zahartuje podczas palenia laserem,

Hmmm... dlaczego "hartowanie" ? Przecież jednym z etapów tego procesu jest SZYBKIE chłodzenie. Chodzi o to, że gaz wydmuchujący jest zimny ?

nawet stal St3S/S235 się ładnie hartuje na powierzchni od cięcia laserem, niezależnie od szybkości cięcia
stal 18g2a/S355 się hartuje aż miło
mało tego, przy większych szybkościach hartuje się jeszcze ładniej, tylko na mniejszą głębokość, wszystko zależy do czego używamy później wypałki

nie wiem co to mikrostres termiczny, ale opisują to dość dokładnie wykresy CTPcS (co się dzieje z mikrostrukturą podczas palenia laserm), choć uzyskiwane twardość mogą być większe niż przy spawaniu
CO2 po co stosować? jego działanie utleniające (odwęglenie pomijamy - za małe czasy na dyfuzję) może się okazać większe niż powietrza, a gdzie po drodze zacznie się jeszcze sadza tworzyć
propan butan? po co? kcesz by wybuchło coś? chyba że kcesz pozabijać wszystkie szczury w kanałach i podnieść halę do góry (szczególnie jak ma piwnicę)
na jaką kcesz głębokość nawęglać? przy tak dużych szybkościach palenia nie ma za bardzo czasu na dyfuzję, nie wspominając już o badaniach nad ilością dostępnego węgla in situ nascendi

szybkie chłodzenie od temperatur powyżej temperatur Ac1-3, powyżej likwidusu nie wspomnę to prawie definicja hartowania

pozdro

PROFI-L pisze:

lolo2 pisze: Z tego co na uczelni mnie uczyli to nawet w stali konstrukcyjnej warstwa wierzchnia się zahartuje podczas palenia laserem,

Hmmm... dlaczego "hartowanie" ? Przecież jednym z etapów tego procesu jest SZYBKIE chłodzenie. Chodzi o to, że gaz wydmuchujący jest zimny ?

Nie gaz, reszta część blachy odbiera ciepło na tyle szybko że warstwa wierzchnia się zahartuje.

@melonmelon
Propan-butan - chodziło mi raczej coś na zasadzie palnika. Na przykład: Gaz dostarczany małą dyszką i laser zapala mieszankę. Oczywiście to są dywagację, tak tylko głośno myślę.
Takie coś może miałoby sens przy grubszych blachach. W końcu gdzieś słyszałem że palnikiem acetylonowo-tlenowym można przeciąć nawet płytę o grubości 1 metra (bodajże tak mówił mój wykładowca z obróbki cieplnej i spawalnictwa - nie wiem czy to prawda czy plotka).

Mówisz że nie zdąży zajść dyfuzja hmm.... Czy zdąży na bardzo małą grubość (taką, która wystarczy do utwardzenia krawędzi i lepszego zabezpieczenia przed korozją?

Inną ciekawą metodą też jest napawanie laserowe, wprowadzasz różne pierwiastki w warstwę wierzchnią.
http://www.plasmasystem.pl/napawanie-laserowe.html

lolo2 pisze: Nie gaz, reszta część blachy odbiera ciepło na tyle szybko że warstwa wierzchnia się zahartuje.

Otóż to: wierzchnia. Reszta się raczej odpuszcza? Szczególnie w grubszych blachach.

www.kimla.pl_ pisze:warstwa na które wpływa ciepło jest na tyle cienka, że w zdecydowanej większości przypadków problemy z tym związane można uznać za czysto teoretyczne.

I to można wykorzystać do obalenia mitu, że tylko cięcie wodą jest dla materiału bezstresowe. Taką stawiam hipotezę i ciekaw jestem jak wygląda porównanie zgładu metalograficznego w różnych technikach cięcia (włącznie z frezowaniem). Wystarczyłoby zebrać trochę próbek z resztek materiałów, opisać materiał, parametry ciecia i dać do zbadania. U mnie są takie możliwości i jest specjalista inżynier, który zrobi to profesjonalnie.

lolo2 pisze:Chcą się bawić w hartowanie, punktowe, liniowe, krzywoliniowe. Hartowanie krawędzi wirników samolotów itp itd. Tylko na razie się uczą bo wszystkie trzy urządzenia mają (lub może już są) być sterowane z jednego pulpitu.
...
Najlepiej ukazałby to zgład metalograficzny .

Mając dobrą szybką maszynę można zrobić ciekawe badania (łatwe) i natrafić na coś użytkowego (dość trudne).

@pitsa

Oto co znalazłem w google.

http://www.not.pl/wydawnictwo/INZ2011/Z ... BORSKI.pdf

Masz tu zgłady metalograficzne cięcia laserem blachy 5mm bodajże nierdzewki. Szerokość zahartowanie sięga nawet 0,3mm.

Tylko trzeba dodać że jest to stal o grubości 5mm i prędkość palenia wynosiła 1m/min, gdzie dzisiaj pali się z prędkością od 3m/min do kilkunastu m/min. Drugi zonk to taki że to są badania dla stali wysoko stopowej.

Dla cienkich blach (czarnych) poniżej 5mm można chyba śmiało powiedzieć, że palenie laserem nie wpływa w jakiś znaczący sposób na jakość powierzchni. no chyba że palimy bardzo wolno xD

No właśnie! Gdy pali się szybko (5000mm/s) to większe zmiany w strukturze może wywołać uderzenie młotkiem czy też zwykłe przepiaskowanie powierzchni.