Příčiny a prevence trhlin v laserovém opláštění a dopad poruch chladičů

Tvorba trhlin je běžným problémem v procesech laserového navařování, který často ovlivňuje kvalitu a trvanlivost navařované vrstvy. Pochopení základních příčin a zavedení účinných preventivních opatření je klíčové pro dosažení optimálních výsledků. Kromě toho je nezbytné udržovat správnou funkci vodního chladiče, protože poruchy chlazení mohou výrazně zvýšit riziko praskání.

Časté příčiny trhlin v laserovém opláštění

1. Tepelné namáhání: Jednou z hlavních příčin vzniku trhlin je tepelné namáhání vyplývající z nesouladu v koeficientu tepelné roztažnosti (CTE) mezi základním materiálem a vrstvou obkladu. Během ochlazování se na rozhraní vyvíjejí koncentrace napětí, což zvyšuje pravděpodobnost vzniku trhlin.

2. Rychlé chlazení: Pokud je rychlost ochlazování příliš rychlá, zbytkové napětí v materiálu nemůže být účinně uvolněno, což vede ke vzniku trhlin, zejména u materiálů s vysokou tvrdostí nebo křehkých materiálů.

3. Vlastnosti materiálu: Riziko vzniku trhlin se zvyšuje při použití substrátů s vysokou tvrdostí (např. kalených nebo cementovaných/nitridovaných materiálů) nebo prášků s nadměrně vysokou tvrdostí či špatnou kompatibilitou. Podklady s únavovými vrstvami nebo nekonzistentní kvalitou povrchu mohou také přispívat k praskání.

Preventivní opatření

1. Optimalizace procesních parametrů: Pečlivé nastavení výkonu laseru, rychlosti skenování a rychlosti podávání prášku pomáhá regulovat teplotu taveniny a rychlost chlazení, čímž se snižují teplotní gradienty a riziko praskání.

2. Předehřívání a řízené chlazení: Předehřátí základního materiálu a pomalé, kontrolované ochlazování po plátování může pomoci zmírnit zbytkové napětí a snížit tak potenciál pro vznik trhlin.

3. Výběr správného práškového materiálu: Výběr prášků, které se shodují s výchozím materiálem, co se týče tepelné roztažnosti a tvrdosti, je zásadní. Vyhnutí se extrémní tvrdosti nebo tepelné nekompatibilitě snižuje vnitřní napětí a tvorbu trhlin.

Dopad poruch chladičů na tvorbu trhlin

A vodní chladič  hraje klíčovou roli v tepelném řízení zařízení pro laserové navařování. Pokud vodní chladič selže , může to vést k přehřátí laserového zdroje nebo klíčových součástí, což ohrožuje stabilitu procesu. Přehřátí může změnit dynamiku tavné lázně a výrazně zvýšit zbytkové napětí v materiálu, což přímo přispívá ke vzniku trhlin. Zajištění spolehlivého výkonu chladiče je proto zásadní pro udržení kvality opláštění a prevenci strukturálních vad.

Závěr

Trhliny v laserovém opláštění lze účinně minimalizovat řízením tepelného namáhání, výběrem vhodných materiálů a udržováním stabilních chladicích podmínek. Spolehlivý vodní chladič je nepostradatelnou součástí systému, který pomáhá zajistit konzistentní regulaci teploty a dlouhodobou spolehlivost zařízení.