Ytmodifiering med dubbelfokuserande spegeloptik

• Ytomsmältning och upplegering med laser innebär att ytan på en detalj smälts samtidigt som det vid upplegering tillförs material som också smälter. Produktionsmässigt är det önskvärt att utnyttja en fokuserad laserstråle eftersom den effektivare tillför laserenergin till materialet genom sk. nyckelhålsssmältning. Smältbredden blir dock bara några millimeter och för att täcka en bredare yta måste flera spår placeras bredvid varandra vilket ger sämre produktivitet och värmepåverkade zoner mellan spåren. I detta projekt har vi, tillsammans med "Universität Bremen, Labor fur Mikrozerspannung", tillverkat en dubbelfokuserande optik som gör det möjligt att dela upp den ursprungliga laserstrålen i två fokuserande strålar och separera dem upp till 18 mm. Materialet SS 2172 har laseromsmälts med fokuserad stråle och 1-5 mm fokalpunktsförskjutningar med fokalpunkterna placerade vinkelrätt och längs rörelseriktningen. De omsmälta zonerna har undersökts med avseende på smältdjup, smältbredd, hårdheter och felaktigheter som tex porer och sprickor. Vid ytomsmältning med fokalpunkterna från den dubbelfokuserande optiken placerade vinkelrätt mot rörelseriktningen ökar täckningshastigheten (mm 2/min) 200-300 % jämfört med ytomsmältning med standardfokuserande optik och samma effekt. Antalet värmepåverkade zoner mellan spåren reduceras vilket ger en jämnare kvalitet för den omsmälta zonen. Då fokalpunkterna förskjöts 1-4 mm och placerades längs rörelseriktningen ökade smältdjupet för de högsta hastigheterna 4 och 6 m/min jämfört med då strålarna var fokuserad till en enda fokalpunkt. Fler försök måste utföras för att bekräfta detta men om det visar sig vara riktigt innebär det att lasersmältningen med fokuserad stråle effektiviseras vid högre hastigheter genom att dela på strålen och placera strålarna efter varandra. Hårdheten för materialet SS 2172 efter ytomsmältning blev 217 HV1kg till 427 HV1kg beroende på effekt, hastighet och fokalpunkternas placering i förhållande till rörelseriktningen.

Ämnesord

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Materialteknik -- Bearbetnings-, yt- och fogningsteknik (hsv//swe)

ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Materials Engineering -- Manufacturing, Surface and Joining Technology (hsv//eng)

Nyckelord

Manufacturing Systems Engineering

Produktionsutveckling

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

rap (ämneskategori)