लेजर तकनीक लंबे समय से वेल्डिंग, कटिंग और मार्किंग में व्यापक उपयोग के लिए जानी जाती है। पिछले दो वर्षों में, लेजर सफाई के धीरे-धीरे लोकप्रिय होने के साथ, लेजर सतह उपचार की अवधारणा अधिक से अधिक ध्यान का केंद्र बन गई है और लोगों के दिमाग में दिखाई देने लगी है। लेजर को गैर-संपर्क तरीके से संसाधित किया जाता है, जिसमें उच्च लचीलापन, उच्च गति, कोई शोर नहीं, गर्मी प्रभावित क्षेत्र में छोटी गैर-विनाशकारी आधार सामग्री, कोई उपभोग्य वस्तु और पर्यावरण संरक्षण और कम कार्बन नहीं होता है।
लेजर सफाई के अलावा, वास्तव में कई अनुप्रयोग श्रेणियां हैं, जैसे लेजर पॉलिशिंग, लेजर क्लैडिंग, लेजर हार्डनिंग, इत्यादि। इन विधियों का उपयोग सामग्री की सतह के विशिष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों को बदलने के लिए किया जाता है, जैसे कि सतह को हाइड्रोफोबिक फ़ंक्शन वाला बनाना या लगभग 10 माइक्रोन के व्यास और केवल एक गहराई के साथ छोटे अवसाद बनाने के लिए लेजर पल्स का उपयोग करना। खुरदरापन बढ़ाने, सतह के आसंजन को बढ़ाने आदि के लिए कुछ माइक्रोन।
लेजर सफाई के अलावा, क्या आप निम्नलिखित लेजर सतह उपचार विधियों को जानते हैं?
1. लेजर सख्त करना
उच्च तनाव वाले जटिल भागों की मशीनिंग के लिए लेजर शमन एक समाधान है। यह कैंषफ़्ट और झुकने वाले उपकरणों जैसे उच्च घिसाव वाले हिस्सों पर तनाव बढ़ा सकता है, और भागों के जीवन को बढ़ा सकता है।
इसका सिद्धांत कार्बन युक्त वर्कपीस की त्वचा को थोड़े कम पिघलने वाले तापमान (900-1400 डिग्री, 40% विकिरण शक्ति को अवशोषित किया जाता है) तक गर्म करके धातु की जाली में कार्बन परमाणुओं को पुनर्व्यवस्थित करना है। , और फिर लेजर बीम फ़ीड दिशा के साथ हीटिंग सतह को स्थिर करता है, और लेजर बीम के चलते ही आसपास की सामग्री तेजी से ठंडी हो जाती है। धातु की जाली को उसके मूल रूप में बहाल नहीं किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप मार्टेंसाइट बनता है, जिससे कठोरता काफी बढ़ जाती है। लेज़र हार्डनिंग द्वारा प्राप्त कार्बन स्टील की बाहरी परत की सख्त गहराई आमतौर पर 0.1-1.5 मिमी होती है, और कुछ सामग्रियों पर 2.5 मिमी या अधिक प्राप्त की जा सकती है। पारंपरिक शमन विधि की तुलना में, इसके फायदे हैं: 1. लक्ष्य ताप इनपुट स्थानीय क्षेत्र तक सीमित है, इसलिए प्रसंस्करण के दौरान लगभग कोई घटक विकृति नहीं होती है। पुनर्कार्य लागत को कम किया जा सकता है या पूरी तरह समाप्त भी किया जा सकता है; 2. इसे जटिल ज्यामितीय सतहों और सटीक भागों में भी कठोर किया जा सकता है, जो स्थानीय रूप से सीमित कार्यात्मक सतहों के सटीक सख्त होने का एहसास कर सकता है जिन्हें पारंपरिक शमन विधियों द्वारा नहीं बुझाया जा सकता है; 3. कोई विकृति नहीं. पारंपरिक सख्त प्रक्रिया उच्च ऊर्जा इनपुट और शमन के कारण विकृति पैदा करती है, लेकिन लेजर सख्त प्रक्रिया में, लेजर तकनीक और तापमान नियंत्रण के कारण गर्मी इनपुट को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। घटक लगभग अपनी मूल स्थिति में रहते हैं; 4. घटक की कठोरता ज्यामिति को "मक्खी पर" बदला जा सकता है। इसका मतलब है कि ऑप्टिक्स/संपूर्ण सिस्टम को परिवर्तित करने की कोई आवश्यकता नहीं है।
2. लेज़र टेक्सचरिंग
लेजर कोटिंग धातु सामग्री की सतह संशोधन के लिए तकनीकी तरीकों में से एक है। संरचना प्रक्रिया के दौरान, लेज़र तकनीकी गुणों को बदलने और लक्षित तरीके से नए कार्यों को विकसित करने के लिए परतों या सब्सट्रेट्स में नियमित रूप से व्यवस्थित ज्यामिति बनाते हैं। क्रिया की प्रक्रिया मोटे तौर पर किसी सतह पर दोहराए जाने योग्य तरीके से नियमित रूप से व्यवस्थित ज्यामितीय आकृतियों को उत्पन्न करने के लिए लेजर विकिरण (आमतौर पर लेजर प्रकाश की छोटी पल्स) का उपयोग होती है। लेजर बीम सामग्री को नियंत्रित तरीके से पिघलाती है और उचित प्रक्रिया प्रबंधन के माध्यम से एक परिभाषित संरचना में जम जाती है।
उदाहरण के लिए, हाइड्रोफोबिक सतह संरचनाएं पानी को सतह से बहने देती हैं। इस संपत्ति को अल्ट्राशॉर्ट स्पंदित लेजर के साथ सतह पर सबमाइक्रोन संरचनाएं बनाकर प्राप्त किया जा सकता है, और बनाई जाने वाली संरचनाओं को लेजर मापदंडों को बदलकर सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। हाइड्रोफिलिक सतहों जैसे विपरीत प्रभाव भी प्राप्त किए जा सकते हैं।
वॉटर ड्रॉप लेजर संबंधित तकनीक द्वारा सतह के खुरदरेपन में सुधार करता है।
ऑटोमोबाइल पैनल को पेंट करने के लिए, पेंट के आसंजन को बढ़ाने के लिए शीट की सतह को "सूक्ष्म गड्ढों" को समान रूप से वितरित किया जाना चाहिए, और पल्स लेजर बीम प्रति सेकंड हजारों से दसियों हजार बार ध्यान केंद्रित करके रोल सतह पर घटना करती है, जिससे गठन होता है फोकल बिंदु पर रोल सतह पर एक छोटा सा पिघला हुआ पूल, और छोटे पिघले हुए पूल को बग़ल में उड़ा देना, ताकि पिघले हुए पूल में पिघले हुए पूल को पिघले हुए पूल के किनारे पर जमा किया जा सके, जहाँ तक संभव हो एक गोलाकार चाप उत्तल बनाया जा सके। निर्दिष्ट आवश्यकताएँ. ये छोटे उभार और सूक्ष्म गड्ढे न केवल सामग्री की सतह की खुरदरापन में सुधार कर सकते हैं, पेंट के आसंजन को बढ़ा सकते हैं, बल्कि सामग्री की सतह की कठोरता में भी सुधार कर सकते हैं और सेवा जीवन का विस्तार कर सकते हैं। लेज़र संरचना द्वारा कुछ गुण उत्पन्न होते हैं, जैसे कुछ धातु सामग्रियों के घर्षण गुण या विद्युत और तापीय चालकता। इसके अलावा, लेजर संरचना वर्कपीस की बॉन्डिंग ताकत और सेवा जीवन को भी बढ़ाती है।
पारंपरिक तरीकों की तुलना में, सतह लेजर संरचना अधिक पर्यावरण के अनुकूल है और इसके लिए अतिरिक्त सैंडब्लास्टिंग एजेंटों या रसायनों की आवश्यकता नहीं होती है। दोहराने योग्य और सटीक, लेजर माइक्रोन तक नियंत्रित संरचनाओं को प्राप्त करता है और इसे दोहराना बहुत आसान है।
दोहराने योग्य और सटीक, लेजर माइक्रोन तक नियंत्रित संरचनाओं को प्राप्त करता है और इसे दोहराना बहुत आसान है। कम रखरखाव, तेजी से घिसने वाले यांत्रिक उपकरणों की तुलना में लेजर गैर-संपर्क है, इसलिए बिल्कुल भी घिसाव नहीं होता है। किसी भी उपचार के बाद की आवश्यकता नहीं होती है, और लेजर-संसाधित भागों पर कोई पिघला हुआ या अन्य प्रसंस्करण अवशेष नहीं छोड़ा जाता है।
3. लेजर रंग
लेज़र टेम्परिंग का उपयोग आमतौर पर लेज़र कलरिंग सतह उपचार में किया जाता है, जिसे लेज़र कलर मार्किंग के रूप में भी जाना जाता है। प्रक्रिया का सिद्धांत यह है कि जब लेजर सामग्री को गर्म करता है, तो धातु को स्थानीय रूप से उसके पिघलने बिंदु से थोड़ा नीचे तक गर्म किया जाता है, और गेट की संरचना उचित प्रक्रिया मापदंडों के तहत बदल जाएगी। वर्कपीस की सतह पर एक ऑक्साइड परत बनेगी, प्रकाश विकिरण के तहत फिल्म की यह परत, घटना प्रकाश हस्तक्षेप इस समय विभिन्न प्रकार के गुस्से वाले रंगों को प्रकट करती है, जादुई रंग अंकन परत की इस परत द्वारा उत्पन्न सतह, के साथ अवलोकन कोण बदलता है, चिह्नित पैटर्न भी विभिन्न रंगों को बदल देगा।
ये रंग लगभग 200 डिग्री तक स्थिर तापमान बनाए रखते हैं। उच्च तापमान पर, ग्रिड अपनी प्रारंभिक स्थिति में वापस आ जाता है - अंकन गायब हो जाता है। सतह की गुणवत्ता बरकरार रहेगी. जालसाजी-विरोधी अनुप्रयोग में इसमें उच्च स्तर की सुरक्षा और पता लगाने की क्षमता है। हाल के वर्षों में, यह चिकित्सा प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में परिपक्व हो गया है, और अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेजर के माध्यम से नए ब्लैक मार्किंग के अलावा, यह उत्पाद पहचान के लिए भी बहुत उपयुक्त है, इस प्रकार यूडीआई निर्देश के अनुसार अद्वितीय ट्रैसेबिलिटी प्राप्त करता है।
4. लेजर क्लैडिंग
यह धातु और सेरमेट मिश्रित सामग्रियों के लिए उपयुक्त एक योगात्मक विनिर्माण प्रक्रिया है। यह आपको 3D ज्यामिति बनाने या संशोधित करने की अनुमति देता है। इस उत्पादन विधि का उपयोग करके, लेजर की मरम्मत या लेपित भी किया जा सकता है। इसलिए एयरोस्पेस में, टरबाइन ब्लेड की मरम्मत के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का उपयोग किया जा रहा है। उपकरण और डाई बनाने के क्षेत्र में, टूटे हुए या घिसे हुए किनारों और कार्यात्मक सतहों की मरम्मत की जा सकती है, या आंशिक रूप से बख्तरबंद भी किया जा सकता है। ऊर्जा प्रौद्योगिकी या पेट्रोकेमिस्ट्री, कोटिंग बेयरिंग पोजीशन, रोलर्स या हाइड्रोलिक घटकों के क्षेत्र में टूट-फूट और क्षरण को रोकने के लिए। ऑटोमोटिव विनिर्माण में एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का भी उपयोग किया जाता है। यहां बड़ी संख्या में घटकों को संशोधित किया गया है। पारंपरिक लेज़र मेटल क्लैडिंग में, लेज़र बीम पहले वर्कपीस को स्थानीय रूप से गर्म करती है और फिर एक पिघला हुआ पूल बनाती है। फिर महीन धातु पाउडर को लेजर मशीनिंग हेड के नोजल से सीधे पिघले हुए पूल में छिड़का जाता है। हाई-स्पीड लेजर मेटल क्लैडिंग की प्रक्रिया में, पाउडर कणों को आधार सतह के ऊपर लगभग पिघलने वाले तापमान तक गर्म किया जाता है। इस प्रकार, पाउडर कणों को पिघलाने में कम समय लगता है। प्रभाव: प्रक्रिया की गति में उल्लेखनीय सुधार। छोटे तापीय प्रभाव के कारण, उन सामग्रियों को कोट करना भी संभव है जो गर्मी के प्रति बहुत संवेदनशील हैं, जैसे कि एल्यूमीनियम और कच्चा लोहा मिश्र धातु, उच्च गति वाले लेजर धातु आवरण के साथ। एचएस-एलएमडी प्रक्रिया के साथ, घूर्णी सममित सतहों पर 1500 सेमी²/मिनट तक बहुत उच्च सतह दर बनाई जा सकती है। एक ही समय में, प्रति मिनट सैकड़ों मीटर तक फ़ीड गति प्राप्त की जाती है। लेज़र पाउडर लेज़र मेटल क्लैडिंग के साथ महंगे भागों या मोल्डों की त्वरित और आसानी से मरम्मत करें। बड़ी और छोटी चोटों को जल्दी और लगभग बिना किसी निशान के ठीक किया जा सकता है। आप डिज़ाइन भी बदल सकते हैं. इससे समय, ऊर्जा और सामग्री की बचत होती है। विशेष रूप से निकल या टाइटेनियम जैसी महंगी धातुओं के लिए, यह इसके लायक है। अनुप्रयोगों के विशिष्ट उदाहरण टरबाइन ब्लेड, विभिन्न पिस्टन, वाल्व, शाफ्ट या डाई हैं।
5. लेजर ताप उपचार
एक ही चिप पर हजारों माइक्रो-लेजर (वीसीसेल्स) लगे होते हैं। प्रत्येक ट्रांसमीटर 56 ऐसे चिप्स से सुसज्जित है, और एक मॉड्यूल कई ट्रांसमीटरों से बना है। आयताकार दीप्तिमान क्षेत्र में लाखों माइक्रो-लेजर हो सकते हैं और कई किलोवाट अवरक्त लेजर शक्ति का उत्पादन हो सकता है। वीसीएसईएल दिशात्मक आयताकार बीम क्रॉस-सेक्शन के एक बड़े क्षेत्र के माध्यम से 100 डब्ल्यू/सेमी² की विकिरण तीव्रता के साथ एक निकट-अवरक्त किरण उत्पन्न करता है। सिद्धांत रूप में, यह तकनीक उन सभी औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है जहां सटीक सतह और तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है। लेजर ताप उपचार मॉड्यूल विशेष रूप से उच्च परिशुद्धता और लचीले बड़े क्षेत्र के हीटिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। पारंपरिक हीटिंग विधियों की तुलना में, यह नई हीटिंग प्रक्रिया अधिक लचीलापन, सटीकता और लागत बचत प्रदान करती है।
प्रौद्योगिकी का उपयोग एल्यूमीनियम पन्नी की झुर्रियों को रोकने के लिए बैग में रखी बैटरियों को सील करने के लिए किया जा सकता है, जिससे बैटरी का जीवन बढ़ाया जा सकता है। इसका उपयोग सेल एल्यूमीनियम फ़ॉइल को सुखाने, फोटो घुसपैठ करने वाले सौर पैनलों और स्टील और सिलिकॉन वेफर्स जैसी विशिष्ट सामग्रियों में गर्म किए जाने वाले क्षेत्रों का सटीक उपचार करने के लिए भी किया जा सकता है।
6. लेजर पॉलिशिंग
लेज़र पॉलिशिंग तकनीक का तंत्र सतह के संकीर्ण पिघलने और सतह के अधिक पिघलने पर निर्भर करता है, जो सतह के रीमेल्टिंग और लेज़र रीमेल्टिंग परत के पुन: ठोसकरण पर निर्भर करता है। जब धातु की सतह को पर्याप्त उच्च ऊर्जा लेजर द्वारा विकिरणित किया जाता है, तो सतह एक निश्चित डिग्री के पिघलने, पुनर्वितरण से गुजरती है, और सतह तन्य तनाव और गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के माध्यम से, जमने से पहले एक चिकनी सतह प्राप्त की जाती है। पिघली हुई परत की पूरी मोटाई तरंग के शिखर तक गर्त की ऊंचाई से कम होती है, जिससे पूरी पिघली हुई धातु पास के गर्त में भर जाती है, इस भराव की प्रेरक शक्ति केशिका प्रभाव द्वारा प्राप्त की जाती है, और मोटी पिघली परत तरल धातु को पिघले पूल के केंद्र से बाहर की ओर बहने के लिए प्रोत्साहित करेगी। प्रेरक शक्ति थर्मल केशिका प्रभाव या मार्कोनी प्रभाव है, जो इसे पुनर्वितरित करता है।
सामग्री सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक के हल्के बड़े टेलीस्कोप ऑप्टिकल घटकों (विशेष रूप से बड़े आकार और जटिल आकार के दर्पण) जैसे अनुप्रयोग मामले। आरबी-एसआईसी, एक विशिष्ट उच्च कठोरता और मल्टीफ़ेज़ सामग्री के रूप में, एक कठिन सतह परिशुद्धता पॉलिशिंग तकनीक और कम दक्षता है। फेमटोसेकंड लेजर द्वारा सी पाउडर के साथ पूर्व-लेपित आरबी-एसआईसी सतह को संशोधित करके, 4.45 एनएम की सतह खुरदरापन वर्ग के साथ ऑप्टिकल सतह केवल 4.5 घंटे की पॉलिशिंग के बाद प्राप्त की जा सकती है, और पॉलिशिंग दक्षता उससे 3 गुना अधिक है। प्रत्यक्ष पीसने वाली पॉलिशिंग की। लेजर पॉलिशिंग का उपयोग डाई, सीएएम और टरबाइन ब्लेड की पॉलिशिंग में भी व्यापक रूप से किया जाता है।
7. लेजर पीनिंग
लेज़र शॉक स्ट्रेंथनिंग, जिसे लेज़र शॉट पीनिंग के रूप में भी जाना जाता है, उच्च ऊर्जा घनत्व, उच्च फोकस, शॉर्ट पल्स लेज़र (λ=1053nm), और सतह धातु (या अवशोषण परत) के साथ धातु भागों की सतह को तुरंत विकिरणित करना है। उच्च शक्ति घनत्व लेजर की कार्रवाई के तहत एक प्लाज्मा विस्फोट होता है, और विस्फोट शॉक तरंग बाधा परत के नीचे धातु भागों के अंदर तक प्रेषित होती है, जिससे सतह का दाना संपीड़ित प्लास्टिक विरूपण पैदा करता है। सतह को मजबूत करने वाले प्रभाव जैसे अवशिष्ट संपीड़न तनाव और अनाज शोधन भागों की मोटी सतह में प्राप्त होते हैं। पारंपरिक मैकेनिकल शॉट ब्लास्टिंग की तुलना में निम्नलिखित फायदे हैं:
1. मजबूत अभिविन्यास: लेजर धातु की सतह पर एक नियंत्रणीय कोण पर कार्य करता है, और ऊर्जा रूपांतरण दक्षता अधिक होती है, जबकि यांत्रिक प्रक्षेप्य प्रभाव कोण यादृच्छिक होता है।
2. बड़ा बल: लेजर शॉट ब्लास्टिंग प्लाज्मा द्वारा उत्पन्न तात्कालिक दबाव कई GPa जितना ऊंचा होता है; उच्च शक्ति घनत्व: लेजर शॉक पीक पावर घनत्व कई से दर्जनों GW/cm2 तक पहुंचता है।
3. अच्छी सतह अखंडता: लेजर शॉक का सतह पर लगभग कोई स्पटरिंग प्रभाव नहीं होता है, और यांत्रिक शॉट पीनिंग के बाद, सतह स्थलाकृति क्षतिग्रस्त हो जाती है और तनाव एकाग्रता उत्पन्न होती है। लेज़र शॉक के बाद अधिकतम संपीड़न तनाव मान बेहतर है। सतह अवशिष्ट संपीड़न तनाव लगभग 40% ~ 50% बढ़ जाता है, और थकान जीवन, उच्च तापमान प्रतिरोध और वर्कपीस के झुकने के गठन में काफी सुधार होता है। वर्तमान में, इसका उपयोग विमान सतह उपचार, विमान इंजन सतह उपचार और अन्य क्षेत्रों में किया गया है।
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