Témata
Reklama

Diodový laser a navařování pro opravu povrchů

Pro použití diodového laseru při nanášení povlaků drátem hovoří vysoká kvalita pro-vedení návaru. Cílem je nahradit poškozené keramické povrchy vrstvou z ušlechtilé oceli, kterou je možné vždy po porušení opravit. Jako technologie se pro opravy hna-cích hřídelí používá navařování.

Diodový laser se stále více osvědčuje jako nástroj pro navařování otěruvzdorných nebo korozivzdorných povlaků. Hlavní výhodou diodových laserů je vysoká kvalita navařeného povlaku. Toto se projevuje zejména při opravách poškozených povlaků. Americký specialista pro laserové aplikace firma Alabama Laser, Munford (Alabama) byl pověřen konstrukcí a výrobou laserového zařízení pro opravu hnacích hřídelí (obr. 1), které byly původně opatřeny povlakem ze speciální keramiky.

Reklama
Reklama
Reklama
Obr. 1. Diodový laser se prosadil jako nástroj pro navařování povlaků odolných proti opotřebení. Příkladem je oprava vrstvy na hnacích hřídelích.

Poškozené keramické povlaky efektivně nahrazeny

Poškozené keramické povlaky používané na hnací hřídeli činí hřídele dále ne-použitelné. Úloha zadaná firmě Albama Laser spočívala ve vytvoření koncepce zaří-zení pro navařování povlaků, které by umožňovaly stejnou ochranu povrchu jako pů-vodní keramická vrstva, s požadavkem, aby takto vytvořené povlaky byly opravitelné. Řešení spočívalo v kombinaci diodového laseru LDF 6000-60 (výkon laseru 6 kW) od Laserline s patentovanou technologií nanášení vrstvy tavením ocelového drátu.

Obr. 2. V důsledku místního porušení keramické vrstvy byl hnací hřídel nepouži-telný. Jako náhrada keramiky byl použit povlak z ušlechtilé oceli, který je opravitelný. Před novým navařováním povlaku jsou staré poškozené vrstvy na hnací hřídeli odstraněny. Při následném navařování činných ploch rotuje hřídel kolem své osy. Do paprsku diodového laseru zaostřeného na povrch rotující hřídele je přiváděn drát ALS024, který je paprskem laseru roztaven. Povlak je vytvořen z ušlechtilé oceli, což umožňuje poškozenou hnací hřídel opravit nanesením nového povlaku na opotřebo-vaná místa (obr. 3).
Obr. 3. Použití diodového laseru zkracuje dobu navařování povlaku. Do tří týdnů je opravená hnací hřídel připravena k odeslání zákazníkovi.

Tvrdé částice keramiky nebo kovu

Diodový laser však není vhodný pouze k navařování povlaků z drátu. Materiál povlaku může být vytvářen také z tvrdých částic keramiky nebo kovu ve formě práš-ku, který je přiváděn do ohniska paprsku laseru a tam roztaven. Tímto způsobem je možné chránit celou řadu strojních součástí proti opotřebení nebo proti korozi povla-kem, legováním povrchu nebo lokálním zvýšením tvrdosti. Použitím diodových laserů lze přitom dosáhnout velmi stabilní a snadno automatizovatelný proces.

Výsledek se projeví ve velmi vysoké přesnosti a velmi dobré reprodukovatelnos-ti průběhu této technologie. Oba činitelé – diodový laser a drát - jsou garantem vytvo-ření kvalitního povlaku odolávajícího opotřebení nebo korozi, naneseného metodou navařování. Diodový laser představuje v mnoha oborech naději pro budoucnost. Již nyní se otevírají v oboru ochrany proti opotřebení a korozi velmi rozmanitá použití: např. ve výrobě automobilů u ventilů, v těžbě ropy u vrtáků na jádro, v hornictví u hydraulických válců, jakož i ve výrobě a opravě nástrojů a forem. Hospodárnost dio-dových laserů je dána jejich vysokou účinností. To určuje vysokou efektivitu procesů, kde se tyto lasery použijí. Při navařování povlaků z keramických tvrdých částic nebo kovových prášků jsou diodové lasery obvykle vybaveny bezpečnostními kryty brání-cími odletování navařovaných prášků do pracovního prostoru stroje a do okolí. Výkon laseru je zde v rozsahu 2 000 až 15 000 W. Je možné použití povlakovací hlavy růz-ných výrobců.

Použití drátu místo prášku představuje další zlepšení

Z předností diodových laserů velmi těží navařování povlaků. Proti konvenčním systémům navařování je zde vysoký přenos tepla do místa navařování, čehož vý-sledkem je odstranění deformace obrobku, zhrubnutí zrn a vadného spojení povlaku se základním materiálem obrobku. Přechod na povlakování navařovacím drátem místo práškem dává další možnosti použití v oblasti oprav – především mohou být opravovány součásti s ostrými obrysy a součásti v prostoru, což není při povlakování práškem možné.

K tomu je nutné připočítat přednosti ekonomické, např. lepší využití navařova-ného materiálu, jakož i vyšší energetickou účinnost. Tyto výhody však něco stojí: niž-ší rychlost navařování, omezený průměr drátu a tím i menší šířka nanesené stopy povlaku oproti navařování práškem. Přesto se při použití zařízení pro navařování po-vlaku drátem zkrátila doba provedení kompletní renovace hnacích hřídelí na méně než tři týdny. Kromě toho se snížily náklady na navařování na čtvrtinu nákladů vyna-ložených na dosud používané keramické povlaky. Investiční náklady odpovídají ná-kladům na konvenční navařovací zařízení.

Rozhodující pro kombinaci navařování drátem a diodového laseru pro opravy hnacích hřídelí byl v neposlední řadě časově stabilní a prostorově homogenní profil paprsku.

Na ČVUT v Praze, Fakultě strojní, ve Výzkumném centru pro strojítenskou vý-robní techniku a technologii (zde je možné použít také zkratku VCSVTT, podle místa, které se má doplnit) byl laser použit nejen k navařování povlaků, ale také pro zavařo-vání trhlin (bez přídavného drátu) u výrobků vyrobených z drahých materiálů.

Andre Eltze

Zdroj: MM Das Industriemagazin, č. 29/30, 2012
Zpracoval: -VŘ-

dana.benesova@mmspektrum.com

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 130115
Datum: 13. 02. 2013
Rubrika: Výroba / Údržba
Autor:
Firmy
Související články
Vliv složek ochranných atmosfér na WAAM

Svařování v současné době není už pouze technologií ke spojování materiálů. S rozvojem aditivní výroby strojních součástí lze tento proces využít také pro výrobu komplexních a geometricky složitých součástí. Technologie WAAM využívá svařování pro vrstvení jednotlivých svarových housenek do tvaru vyráběné strojní součásti a je charakterizována mnoha proměnnými – mimo jiné i účinky ochranné atmosféry. Cílem příspěvku je zhodnotit vliv jednotlivých složek ochranných atmosfér používaných pro MAG svařování.

Efektivní aplikace laseru

Technické strojírenské veřejnosti není příliš známo, že v současné době existují technologické aplikace, které doslova drží srovnatelný krok s inovacemi v oblasti informačních technologií. Jednou takovou je aplikace laseru. Naší snahou bude vám tyto technologie představit.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Související články
Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

O laserové technologie stále roste zájem

Jsme svědkem doby, kdy se laserové technologie již běžně využívají v průmyslu v nejrůznější podobě, důležitou roli hrají zejména ve strojírenství. Důvodem je rychlý rozvoj těchto technologií a s ním přicházející zlevňovaní. To logicky přivádí také větší zájem uživatelů. Rostoucí poptávku si uvědomuje společnost Lascam systems, která se zaměřuje na běžné i speciální aplikace laserů v průmyslu jako je značení, řezání, svařování, ale také přesné laserové obrábění a dodává kompletní automatizované celky s integrací a robotické buňky.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Jak se stát leaderem ve výrobě důlního zařízení

Moravská společnost Ferrit, s. r. o., se za 25 let působení v těžařském průmyslu stala světovou firmou v projektování a výrobě důlní závěsné dopravy. Zároveň je průkopníkem v oblasti vývoje a výroby důlních akumulátorových lokomotiv a jako jediná na světě vyrábí speciální lokomotivu, tzv. lokobagr, pro údržbu a čištění kolejové tratě a prostoru kolem kolejiště v hlubinných šachtách. Jejich stroje pracují v uhelných a rudných dolech napříč všemi kontinenty.

HiLASE - superlasery pro skutečný svět

Lasery nové generace, jež doposud nemají ve světě obdoby, se vyvíjejí a testují v nově postaveném centru HiLASE v Dolních Břežanech u Prahy. Využití najdou v průmyslu i ve výzkumu. V nové budově působí téměř 60 laserových specialistů a techniků, z nichž přibližně polovina je ze zahraničních, často i velmi renomovaných pracovišť.

Kovový 3D tisk v průmyslové praxi

Výroba složitějších dílů technologií slévání či tváření a následným obráběním lze zvlášť ve fázi prototypování úspěšně nahradit technologií kovového 3D tisku. Šetří se čas, finance a v neposlední řadě lze získat konstrukčně složité díly, které by konvenčním způsobem nebylo prakticky možné vyrobit.

Úspěšný vývoj technologií pro zpracování termoplastových kompozitů

Konstruktéři tlačení požadavky na nižší hmotnost a lepší parametry svých konstrukcí stále více neváhají využít ve svých návrzích materiály, které byly dříve vyhrazeny pouze pro nejnáročnější high-tech aplikace. Díky tomu roste také poptávka po nenáročných výrobních technologií na výrobu konkrétního dílce z určitého materiálu.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Novinky značky IMAO pro upínání obrobků

V dnešní době je velká poptávka po efektivní produkci různorodých výrobků v malém objemu a klíčem k vyšší produktivitě je použití přípravků, které lze flexibilně přizpůsobit mnoha různým obrobkům. Upínací prvky ONE-TOUCH se vyrábějí v mnoha různých provedeních, snadno z nich lze vybrat prvky vhodné pro upnutí požadované součásti. Upnutí a odepnutí součásti je jednoduché, bez použití dalšího nářadí a rychlé, zkracuje se čas potřebný pro manipulaci s obrobkem a tím i celkové náklady na výrobu.

Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit