Мы уже говорили о труднообрабатываемых металлах, в процессе обработки которых происходит взаимодействие между инструментом и заготовкой, что влечет сильную пластическую деформацию и интенсивное трение.
Поэтому термическая обработка стала эффективной альтернативой традиционной обработки этих труднообрабатываемых материалов.
Сегодня тема посвящена методам нагрева при термической обработке труднообрабатываемых металлов.
Термическая обработка была внедрена для преодоления проблем, связанных со сроком службы инструмента, целостностью поверхности и изменением механических свойств заготовки.
Теоретически, прочность и твердость металла снижается с увеличением температуры. Нагрев металла ниже температуры деформации смягчит и снизит твердость и прочность без значительных изменений в его свойствах после охлаждения до комнатной температуры. Та же самая теория может быть применена ко всем процессам горячей обработки, таким как горячая ковка, горячий изгиб и горячее тиснение.
Методы индукции тепловой энергии в заготовку дают различные характеристики распределения температуры.
При обработке, как установлено, применяется тепловая индукция с использованием нагревательного змеевика.
Оксиацетиленовое пламя является одним из методов нанесения тепла на заготовку. При микрообработке предпочтительнее использовать концентрированный и небольшой источник тепла, такой как плазма и лазер.
В последние годы плазменная и лазерная обработка стали самыми перспективными методами нагрева в термообработке.
Использование лазерного или плазменного луча лучше с точки зрения контроля распределения тепла. Сфокусированная и ограниченная площадь нагрева и простые в управлении параметры сканирования минимизируют тепловое воздействие на заготовки.
При термической обработке на токарных станках тип источника тепла не оказывает существенного влияния на производительность обработки по сравнению с термическим фрезерованием. В случае токарной обработки площадь нагрева вращается с высокой скоростью и нагревается многократно, как определенное вращение точки через зону фокусировки лазерного или плазменного луча. Температура постепенно повышается, и по ходу резки можно наблюдать меньше изменений температуры. С другой стороны, при термическом фрезеровании источник тепла перемещается вместе с инструментом, и эффективность нагрева в значительной степени зависит от параметров сканирования, расстояния между лазерным лучом и режущим инструментом и размера пятна.
Область резания нагревается один раз, и теплопроводность и конвекция оказывают значительное влияние на характеристики распределения температуры.
Использование лазерного луча в качестве источника тепла оказывает значительное влияние на характеристики распределения температуры. В целом, луч непрерывных волн с гауссовым распределением является предпочтительным для процесса нагрева. Заготовка может нагреваться постепенно с меньшим количеством эффектов теплового удара. При использовании импульсного волнового лазера на заготовке многократно происходит нагрев и охлаждение. Эти явления приводят к затвердеванию материала и отрицательно сказываются на производительности обработки.
Таким образом, важно понимать способ предварительного нагрева и его влияние.
В качестве источников тепла были исследованы различные источники тепла, такие как диодный лазер и эксимерный лазер.
Лазер имеет длину волны 10,6 мкм и идеально подходит для оптимального поглощения, особенно на керамике, которая широко используется. Однако, он имеет ограничения, когда требуется метод передачи луча с помощью зеркала, а также меньшую гибкость по сравнению с монолитным лазером, использующим волоконно-оптические кабели.
Рассмотрим различные типы источников предварительного нагрева и тепла с различными преимуществами и недостатками.
- Лазер - имеет высокую степень концентрации тепла и легкий контроль теплового источника, однако оборудование является дорогостоящим и низкая скорость поглощения на различных материалах.
- Индукционная катушка - простота в использовании и имеет высокую производительность подогрева, но вместе с тем, является невозможным на подогреве высокой концентрации и ограниченная подвижность инструмента.
- Газопламенный источник тепла имеет низкие начальные инвестиционные затраты, но невозможный на подогреве высокой концентрации.
- Плазма имеет высокую степень концентрации тепла, но невозможно точно контролировать.
- Электричество - простое оборудование с равномерным распределением тепла, но также невозможно точно контролировать.
Таким образом, чтобы иметь удобную для пользователя машину, где концентрация тепла является приоритетом, рекомендуется использовать лазер, который является самым оптимальным в сравнении с другими источниками лазера.
Я очень надеюсь, что эта статья была полезна для вас и вы получили удовольствие от его прочтения. Ставьте лайк и не забудьте подписаться на канал, если вы этого еще не сделали, чтобы в будущем получать много новой и познавательной информации.
