भूतल उपचार में लेजर प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग क्या हैं?

लेजर सतह उपचार सामग्री की सतह को गैर-संपर्क तरीके से गर्म करने के लिए उच्च शक्ति घनत्व लेजर बीम का उपयोग है। सतह संशोधन तकनीक का एहसास सामग्री की सतह के चालन शीतलन से ही होता है। यह सामग्री की सतह के यांत्रिक और भौतिक गुणों में सुधार करने के साथ-साथ भागों के पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और थकान प्रतिरोध में सुधार करने में बहुत लाभकारी है। हाल के वर्षों में, लेजर सतह उपचार प्रौद्योगिकियों जैसे कि लेजर सफाई, लेजर शमन, लेजर मिश्र धातु, लेजर शॉक मजबूती, लेजर एनीलिंग, साथ ही लेजर क्लैडिंग, लेजर 3 डी प्रिंटिंग, लेजर प्लेटिंग और अन्य लेजर एडिटिव विनिर्माण प्रौद्योगिकियों ने व्यापक अनुप्रयोग संभावनाओं की शुरुआत की है। .

लेजर सफाईएक तेजी से विकसित होने वाली नई सतह सफाई तकनीक है, जो वर्कपीस की सतह को विकिरणित करने के लिए एक उच्च-ऊर्जा स्पंदित लेजर बीम का उपयोग करती है ताकि गंदगी, कणों या कोटिंग की सतह तुरंत वाष्पीकरण या विस्तार स्ट्रिपिंग हो, ताकि एक साफ प्रक्रिया प्राप्त हो सके। लेजर सफाई को मुख्य रूप से जंग हटाने, तेल हटाने, पेंट हटाने, कोटिंग और अन्य प्रक्रियाओं में विभाजित किया गया है; मुख्य रूप से धातु की सफाई, सांस्कृतिक अवशेष की सफाई, भवन की सफाई आदि में उपयोग किया जाता है। अपने व्यापक कार्यों, सटीक और लचीले प्रसंस्करण, उच्च दक्षता और ऊर्जा की बचत, हरित पर्यावरण संरक्षण, सब्सट्रेट को कोई नुकसान नहीं, बुद्धिमत्ता, अच्छी सफाई गुणवत्ता, सुरक्षा, अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला और अन्य विशेषताओं और फायदों के आधार पर, यह तेजी से लोकप्रिय हो रहा है। विभिन्न औद्योगिक क्षेत्र.

यांत्रिक घर्षण सफाई, रासायनिक संक्षारण सफाई, तरल ठोस मजबूत प्रभाव सफाई, उच्च आवृत्ति अल्ट्रासोनिक सफाई जैसी पारंपरिक सफाई विधियों की तुलना में, लेजर सफाई के स्पष्ट फायदे हैं।

लेजर शमनधातु की सतह को जल्दी से गर्म और ठंडा करने, तुरंत शमन प्रक्रिया को पूरा करने, उच्च कठोरता, अल्ट्रा-फाइन मार्टेंसिटिक संरचना प्राप्त करने, धातु की सतह की कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने और संपीड़ित बनाने के लिए गर्मी स्रोत के रूप में उच्च-ऊर्जा लेजर का उपयोग करता है। थकान प्रतिरोध में सुधार के लिए सतह पर तनाव। इस प्रक्रिया के मुख्य लाभों में छोटे ताप प्रभावित क्षेत्र, छोटे विरूपण, स्वचालन की उच्च डिग्री, चयनात्मक शमन का अच्छा लचीलापन, परिष्कृत अनाज की उच्च कठोरता और बुद्धिमान पर्यावरण संरक्षण शामिल हैं। उदाहरण के लिए, लेजर स्पॉट को किसी भी चौड़ाई की स्थिति को बुझाने के लिए समायोजित किया जा सकता है; दूसरे, जटिल भागों के निर्दिष्ट क्षेत्र को बुझाने के लिए लेजर हेड को मल्टी-एक्सिस रोबोट से जोड़ा जाता है। उदाहरण के लिए, लेजर शमन अत्यधिक गर्म और ठंडा होता है, और शमन तनाव और विरूपण छोटा होता है। लेजर शमन से पहले और बाद में वर्कपीस की विकृति को लगभग नजरअंदाज किया जा सकता है, इसलिए यह उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले भागों की सतह के उपचार के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।

वर्तमान में, ऑटोमोटिव उद्योग, मोल्ड उद्योग, हार्डवेयर उपकरण और मशीनरी उद्योग में पहनने वाले हिस्सों की सतह को मजबूत करने के लिए लेजर हार्डनिंग को सफलतापूर्वक लागू किया गया है, विशेष रूप से गियर, शाफ्ट सतह, गाइड रेल, जबड़े, मोल्ड की सेवा जीवन में सुधार करने के लिए और अन्य पहने हुए हिस्से, और प्रभाव उल्लेखनीय है। लेजर शमन विशेषताएं इस प्रकार हैं:

1) लेजर शमन तेजी से गर्म होता है, स्व-शीतलन होता है, और इसके लिए भट्टी इन्सुलेशन और शीतलक शमन की आवश्यकता नहीं होती है। यह एक प्रदूषण मुक्त हरित पर्यावरण संरक्षण गर्मी उपचार प्रक्रिया है, जो बड़े मोल्ड सतहों की एक समान शमन को लागू करना आसान हो सकता है;

2) क्योंकि लेजर हीटिंग की गति तेज है, गर्मी प्रभावित क्षेत्र छोटा है, और सतह स्कैनिंग हीटिंग शमन तात्कालिक स्थानीय हीटिंग शमन है, इसलिए उपचारित मोल्ड का विरूपण बहुत छोटा है;

3) लेजर बीम के छोटे विचलन कोण के कारण, इसमें अच्छी दिशा है, और प्रकाश गाइड प्रणाली के माध्यम से मोल्ड सतह की सटीक स्थानीय शमन कर सकती है;

4) लेजर सतह शमन की कठोर परत की गहराई आम तौर पर 0.3 ~ 1.5 मिमी होती है।

लेजर एनीलिंग गर्मी उपचार प्रक्रिया को संदर्भित करता है जो किसी सामग्री की सतह को गर्म करने के लिए लेजर का उपयोग करता है, सामग्री को लंबे समय तक उच्च तापमान पर उजागर करता है, और फिर धीरे-धीरे इसे ठंडा करता है। प्रक्रिया का मुख्य उद्देश्य तनाव को दूर करना, सामग्री की लचीलापन और कठोरता को बढ़ाना और विशेष सूक्ष्म संरचना का उत्पादन करना है। यह मैट्रिक्स संरचना को समायोजित कर सकता है, कठोरता को कम कर सकता है, अनाज को परिष्कृत कर सकता है और आंतरिक तनाव को खत्म कर सकता है। हाल के वर्षों में, सेमीकंडक्टर प्रसंस्करण उद्योग में लेजर एनीलिंग तकनीक भी एक नई प्रक्रिया बन गई है, जो एकीकृत सर्किट के एकीकरण में काफी सुधार कर सकती है।

लेज़र शॉक सुदृढ़ीकरण तकनीक एक प्रकार की उच्च तकनीक है जो धातु सामग्री की थकान-रोधी, घिसाव-रोधी और संक्षारण-रोधी क्षमता में सुधार करने के लिए मजबूत लेजर बीम द्वारा उत्पन्न प्लाज्मा शॉक वेव का उपयोग करती है। इसमें गर्मी से प्रभावित क्षेत्र नहीं होने, उच्च ऊर्जा उपयोग, उच्च तनाव दर, मजबूत नियंत्रणीयता और उल्लेखनीय मजबूती प्रभाव जैसे फायदे हैं। साथ ही, लेज़र शॉक स्ट्रेंथनिंग में गहरे अवशिष्ट संपीड़न तनाव, बेहतर माइक्रोस्ट्रक्चर और सतह अखंडता, बेहतर थर्मल स्थिरता और लंबे जीवन की विशेषताएं हैं। हाल के वर्षों में, प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित हुई है, और यह एयरोस्पेस और राष्ट्रीय रक्षा के क्षेत्र में बहुत उपयोगी है। इसके अलावा, कोटिंग के उपयोग की भूमिका मुख्य रूप से वर्कपीस को लेजर बर्न से बचाने और लेजर ऊर्जा के अवशोषण को बढ़ाने के लिए है, और आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली कोटिंग सामग्री काले रंग और एल्यूमीनियम पन्नी हैं।

लेज़र शॉट पीनिंग (एलपी), जिसे लेज़र शॉक स्ट्रेंथनिंग (एलएसपी) के रूप में भी जाना जाता है, सतह इंजीनियरिंग के क्षेत्र में लागू की जाने वाली एक प्रक्रिया है, यानी किसी सामग्री में अवशिष्ट तनाव पैदा करने के लिए स्पंदित उच्च शक्ति वाले लेज़र बीम का उपयोग किया जाता है। सामग्री की सतह की क्षति प्रतिरोध (जैसे पहनने का प्रतिरोध और थकान प्रतिरोध), या सामग्री की सतह की कठोरता को मजबूत करने के लिए सामग्री के पतले खंड की ताकत में सुधार करना।

अधिकांश सामग्री प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के विपरीत, एलएसपी वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए गर्मी उपचार के लिए लेजर पावर का उपयोग नहीं करता है, बल्कि मशीनिंग के लिए बीम प्रभाव का उपयोग करता है। हाई-पावर शॉर्ट पल्स इम्पैक्ट लक्ष्य वर्कपीस सतह के साथ हाई-पावर लेजर बीम।

प्रकाश की किरण धातु के वर्कपीस से टकराती है, जिससे वर्कपीस तुरंत प्लाज्मा अवस्था की एक पतली परत में वाष्पीकृत हो जाता है और वर्कपीस पर शॉक वेव दबाव लागू होता है। कभी-कभी धातु के वाष्पीकरण को बदलने के लिए अपारदर्शी आवरण की एक पतली परत वर्कपीस से जुड़ी होती है। दबाव डालने के लिए, प्लाज्मा (आमतौर पर पानी) को अन्य पारदर्शी आवरण सामग्री या जड़त्वीय हस्तक्षेप परतों का उपयोग करके कैप्चर किया जाता है।

प्लाज्मा एक शॉक वेव प्रभाव पैदा करता है, जो प्रभाव के बिंदु पर वर्कपीस की सतह माइक्रोस्ट्रक्चर को दोबारा आकार देता है, जो बदले में धातु के विस्तार और संपीड़न की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया बनाता है। इस प्रतिक्रिया से उत्पन्न गहरा संपीड़न तनाव घटक के जीवन को बढ़ा सकता है।

लेजर मिश्र धातु एक नई सतह संशोधन तकनीक है, जो उच्च ताप और संघनन दर के साथ उच्च ऊर्जा घनत्व लेजर बीम का उपयोग करके विमानन सामग्री की विभिन्न सेवा शर्तों के अनुसार संरचनात्मक भागों की सतह पर अनाकार एकल नैनोक्रिस्टलाइन प्रबलित सिरमेट समग्र कोटिंग तैयार कर सकती है। लेजर मिश्र धातु प्रौद्योगिकी की तुलना में, लेजर क्लैडिंग तकनीक में पिघले हुए पूल में सब्सट्रेट की छोटी कमजोर पड़ने की दर, छोटे गर्मी प्रभावित क्षेत्र, वर्कपीस के छोटे थर्मल विरूपण और लेजर क्लैडिंग उपचार के बाद वर्कपीस की छोटी स्क्रैप दर की विशेषताएं हैं। लेजर क्लैडिंग सामग्री की सतह के गुणों में काफी सुधार कर सकती है, उच्च दक्षता, तेज गति, हरित पर्यावरण संरक्षण और कोई प्रदूषण नहीं होने और उपचार के बाद वर्कपीस के अच्छे प्रदर्शन के साथ खराब सामग्री की मरम्मत की जा सकती है।

लेज़र क्लैडिंगप्रौद्योगिकी भी सतह इंजीनियरिंग के विकास की दिशा और स्तर का प्रतिनिधित्व करने वाली नई सतह संशोधन प्रौद्योगिकियों में से एक है। कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच कोई प्रदूषण और धातुकर्म संबंध के फायदे के कारण लेजर क्लैडिंग तकनीक टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सतह संशोधन के अध्ययन में एक गर्म स्थान बन गई है। लेजर क्लैडिंग सिरेमिक कोटिंग या सिरेमिक कण प्रबलित मिश्रित कोटिंग टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सतह पहनने के प्रतिरोध को बेहतर बनाने का एक प्रभावी तरीका है। वास्तविक कामकाजी परिस्थितियों के अनुसार, उपयुक्त सामग्री प्रणाली का चयन किया जाता है, और लेजर क्लैडिंग तकनीक द्वारा सर्वोत्तम प्रक्रिया आवश्यकताओं को प्राप्त किया जा सकता है। लेज़र क्लैडिंग तकनीक एयरो इंजन ब्लेड जैसे विभिन्न विफल हिस्सों की मरम्मत कर सकती है।

लेज़र सतह मिश्रधातु और लेज़र सतह आवरण के बीच अंतर यह है कि मिश्रधातु की परत अतिरिक्त मिश्रधातु तत्वों और सब्सट्रेट सतह को तरल अवस्था में मिलाकर बनाई जाती है। लेज़र सतह क्लैडिंग का उद्देश्य सभी प्रीकोटिंग को पिघलाना और सब्सट्रेट की सतह को पिघलाना है, ताकि क्लैडिंग परत और सब्सट्रेट सामग्री एक धातुकर्म संयोजन बनाएं और क्लैडिंग परत की संरचना को मूल रूप से अपरिवर्तित रखें। लेजर मिश्र धातु और लेजर क्लैडिंग तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सतह पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और ग्रेड प्रतिरोध में सुधार के लिए किया जाता है।

वर्तमान में, धातु की सतहों की मरम्मत और संशोधन में लेजर क्लैडिंग तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, लेकिन हालांकि पारंपरिक लेजर क्लैडिंग में लचीले प्रसंस्करण, आकार की मरम्मत, कस्टम एडिटिव आदि के फायदे और विशेषताएं हैं, लेकिन कार्य कुशलता कम है, और कुछ उत्पादन क्षेत्रों में आवश्यक बड़े पैमाने पर और तेजी से उत्पादन और प्रसंस्करण की जरूरतों को पूरा नहीं किया जा सकता है। उच्च मात्रा और उच्च गति के उत्पादन की मांग को पूरा करने और क्लैडिंग दक्षता में सुधार करने के लिए, हाई-स्पीड लेजर क्लैडिंग तकनीक अस्तित्व में आई।

लेजर उत्कीर्णन प्रसंस्करण आधार के रूप में संख्यात्मक नियंत्रण प्रौद्योगिकी का उपयोग है, सामग्री की सतह पर प्रक्षेपित उच्च ऊर्जा लेजर बीम, लेजर थर्मल प्रभाव का उपयोग, लेजर प्रसंस्करण प्रक्रिया का एक स्पष्ट पैटर्न उत्पन्न करने के लिए सामग्री की सतह। लेजर उत्कीर्णन के विकिरण के तहत तत्काल पिघलने और गैसीकरण में प्रसंस्करण सामग्री का भौतिक विरूपण लेजर उत्कीर्णन को प्रसंस्करण उद्देश्य का एहसास करा सकता है। लेजर उत्कीर्णन में वस्तु पर शब्द लिखने के लिए लेजर का उपयोग किया जाता है, इस तकनीक में शब्द को बिना निशान के उकेरा जाता है, वस्तु की सतह चिकनी और सपाट होती है, लिखावट घिसेगी नहीं। इसकी विशेषताओं और फायदों में शामिल हैं: सुरक्षित और विश्वसनीयता; सटीक और बढ़िया, सटीकता 0.02 मिमी तक पहुंच सकती है; पर्यावरण संरक्षण बचाता है, प्रसंस्करण सामग्री बचाता है; आउटपुट पैटर्न के अनुसार उच्च गति, उच्च गति उत्कीर्णन; कम लागत, प्रसंस्करण की संख्या तक सीमित नहीं।

यह प्रक्रिया लेजर क्लैडिंग तकनीक का उपयोग करती है, पाउडर प्रवाह को व्यक्त करने वाले लेजर विकिरण नोजल का उपयोग, लेजर बीम छोड़ने के बाद सीधे मौलिक या मिश्र धातु पाउडर को पिघला देता है, तेजी से मिश्र धातु मोल्डिंग प्राप्त करने के लिए मिश्र धातु तरल जल्दी से जम जाता है। वर्तमान में, इसका व्यापक रूप से औद्योगिक मॉडलिंग, मशीनरी निर्माण, एयरोस्पेस, सैन्य, वास्तुकला, फिल्म और टेलीविजन, घरेलू उपकरण, प्रकाश उद्योग, चिकित्सा, पुरातत्व, संस्कृति और कला, मूर्तिकला, आभूषण और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया गया है।

वर्तमान में, लेजर सतह उपचार और एडिटिव विनिर्माण तकनीक, प्रक्रिया और उपकरण का व्यापक रूप से धातु विज्ञान, खनन मशीनरी, मोल्ड, पेट्रोलियम पावर, हार्डवेयर उपकरण, रेल परिवहन, एयरोस्पेस, मशीनरी और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

लेजर इलेक्ट्रोप्लेटिंग एक नई उच्च-ऊर्जा बीम इलेक्ट्रोप्लेटिंग तकनीक है, जो माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट के उत्पादन और मरम्मत के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, हालांकि लेज़र प्लेटिंग, लेज़र एब्लेशन, प्लाज़्मा लेज़र जमाव और लेज़र इंजेक्शन के सिद्धांत अभी भी अनुसंधान के अधीन हैं, तकनीक पहले से ही उपयोग में है। जब इलेक्ट्रोप्लेटिंग पूल की कैथोड सतह पर एक सतत लेजर या स्पंदित लेजर का विकिरण किया जाता है, तो न केवल धातु की जमाव दर में काफी सुधार किया जा सकता है, बल्कि प्रक्षेपवक्र को नियंत्रित करके अपेक्षित जटिल ज्यामिति के साथ गैर-परिरक्षित कोटिंग भी प्राप्त की जा सकती है। कंप्यूटर द्वारा लेजर बीम का.

साधारण इलेक्ट्रोप्लेटिंग की तुलना में, इसके फायदे हैं:

(1) जमाव की गति तेज़ है, जैसे 1μm/s तक लेज़र गोल्ड प्लेटिंग, 10μm/s तक लेज़र कॉपर प्लेटिंग, 12μm/s तक लेज़र जेट गोल्ड प्लेटिंग, 50μm/s तक लेज़र जेट कॉपर प्लेटिंग;

(2) धातु का जमाव केवल लेजर विकिरण क्षेत्र में होता है, और स्थानीय जमाव कोटिंग को परिरक्षण उपायों का उपयोग किए बिना प्राप्त किया जा सकता है, इस प्रकार उत्पादन प्रक्रिया सरल हो जाती है;

(3) कोटिंग की बंधन शक्ति में काफी सुधार हुआ है;

(4) स्वचालित नियंत्रण प्राप्त करना आसान;

(5) कीमती धातुओं को बचाएं;

(6) उपकरण निवेश और प्रसंस्करण समय बचाएं।

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