يعد التصلب بالليزر أحد السيناريوهات الجديدة لتطبيق تكنولوجيا الليزر. تستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي الليزر لتسخين سطح المادة محليًا وسريعًا لتحقيق غرض تقوية سطح المادة. يتم استخدامه بشكل رئيسي على المواد المعدنية. سيتم تحسين صلابة السطح، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل وغيرها من خصائص المواد المتصلبة بدرجات متفاوتة، كما سيتم تحسين عمر الخدمة بشكل كبير.
الأساس النظري للتصلب بالليزر هو قانون التفاعل بين الليزر والمواد. هناك ثلاث عمليات رئيسية، وهي الذوبان والتصلب بالليزر، والتصلب بالصدمة بالليزر، والتصلب بالطور بالليزر. يكمن الاختلاف بين العمليات الثلاث بشكل أساسي في الاختلاف في قوة الليزر وكثافة طاقة الليزر. وتتعلق بوقت عمل الليزر.
يمكن أن تلعب عملية التقسية بالليزر دورًا أكثر أهمية في السيناريوهات التالية:
1. قطع العمل الكبيرة التي يصعب دخولها إلى فرن المعالجة الحرارية.
2. قطع العمل التي تحتاج إلى معالجة حرارية فقط على الأسطح الموضعية مثل الأخاديد والثقوب والحواف.
3. الأجزاء التي يصعب معالجتها بعمليات المعالجة الحرارية التقليدية.
4. أجزاء دقيقة ذات متطلبات عالية لتشوه المعالجة الحرارية.
5. المعالجة الحرارية لسطح قطع الحديد الزهر.
6. الأجزاء المعرضة للتشقق أثناء عمليات المعالجة الحرارية التقليدية.
7. الأجزاء التي لا تلبي متطلبات الصلابة من خلال عمليات المعالجة الحرارية التقليدية.
مزايا تصلب الليزر
باعتبارها طريقة معالجة سريعة بدون تلامس، فإن التقسية بالليزر لا تتطلب وسائط تصلب خارجية، مما يؤدي إلى تشوه صغير في قطعة العمل وسرعة تبريد عالية. بالمقارنة مع التقنيات التقليدية مثل التصلب باللهب والتصلب بالكربنة، فإن التصلب بالليزر لا يتطلب وسائط خارجية مثل الماء أو الزيت للتبريد. يستخدم الليزر عالي الكثافة للتسخين السريع، مما يؤدي إلى عمليات أقل وسرعة أكبر. من نتائج تصلب، يمكن ملاحظة أن طبقة تصلب الليزر موحدة، والصلابة هي 15-20% أعلى من تصلب التقليدية.
إن عمق ومسار طبقة التسخين المتصلبة بالليزر بسيطان ويمكن التحكم فيهما، وسهل التشغيل، وقادران على ضبط تغييرات العملية بسرعة، مع مرونة جيدة ودرجة عالية من الأتمتة. في الوقت نفسه، بدعم من نظام التحكم، يمكن أن يتغير اتجاه الليزر بمرونة، وعند مواجهة أخاديد الثقب الداخلي للمواد أو الأجزاء المعقدة عالية الدقة التي يصعب اختراقها، يمكن للتصلب بالليزر أيضًا تحقيق الهدف جيدًا.
تطبيقات تصلب الليزر
يتم استخدام تصلب السطح بالليزر على نطاق واسع في مجالات مثل القوالب والتصنيع الميكانيكي والبترول والصناعات الكيماوية والصناعات الخفيفة وأدوات الأجهزة وقطع غيار السيارات نظرًا لأدائها الممتاز في المعالجة الحرارية. ومن بينها، تعد السبائك المعدنية من أكثر المواد استخدامًا في الصناعة، حيث تحتوي على هياكل مجهرية معقدة يمكن التحكم فيها من خلال المعالجة الحرارية بالليزر لتغيير خواصها الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية وتحقيق أداء مختلف. تشمل قطع العمل النموذجية القوالب، والتروس، والأعمدة، والخيوط، وقضبان التوجيه، وبطانات الأسطوانات، والمنتجات العسكرية المهمة، وما إلى ذلك.
تصلب العفن بالليزر
تصلب الترس الحلقي بالليزر
تصلب بطانة الاسطوانة بالليزر
