Laserové robotické pracoviště v KSK a.s.
Technologický park společnosti KULIČKOVÉ ŠROUBY KUŘIM, a. s.byl obohacen o vývojové pracoviště povrchových úprav, disponující laserem s možností výměny laserových hlav. Technologie laserového robotizovaného pracoviště jsou laserové kalení, navařování a svařování.
Od loňského roku, kdy jsme začali laserové robotické pracoviště používat, jsme provedli mnoho zkoušek, a o výsledcích některých z nich se s vámi v tomto příspěvku podělíme.
Oproti klasickým způsobům ohřevu včetně kalení indukčního, je u laserové technologie výrazně menší celkové vnesené teplo. Proto se k chlazení kalených dílů nepoužívá vnější prostředí, např. voda, ale postačí vnitřní odvod tepla, kdy se teplo rozptyluje do těla kalené součásti. Tím pádem je ochlazování dílu pro materiál více šetrné, a díl po kalení není namáhán tak vysokým vlastním napětím s rizikem výskytu trhlin. Zdroj energie, tedy kalicí hlavu „drží“ 6osé robotické rameno, kalený kus je upnut v polohovadle. Proto mohou být laserem kaleny tvarově i velmi náročné díly, a není třeba žádných dalších přípravků nebo speciálních pomůcek, jako například induktorů při indukčním kalení.
Ke kalení se používá skenovací hlava. Používáme dva režimy pro kalení, a to režim konstantní teploty povrchu a režim konstantního vneseného výkonu. Šíře pásu zakalení je minimálně 2,5 mm a maximálně 40 mm. Vzhledem k velmi malým deformacím dílů po kalení je možné některé součásti obrobit za „měkka“ i bez přídavků na dokončovací obrábění. Například deformace hřídele Ø 50 mm po kalení laserem z materiálu 42CrMo4 s povrchovou tvrdostí přes 60 HRC nepřesáhne hodnotu 7 μm. Jak již bylo řečeno, laserové kalení nese nízké riziko vzniku trhlin, protože zatěžuje materiál malými vlastními napětími. V neposlední řadě i z této příčiny je tato technologie vhodná i ke kalení grafitických litin (zejména litiny s kuličkovým grafitem, ale i šedé litiny), které jsou oproti ocelím na vznik trhlin více náchylné. Výhodou je též skutečnost, že se povrch dílu ohřeje velice rychle, řádově v desetinách sekund, a nedochází k vypalování grafitu. Ten v zakalené kovové matrici zůstává jako samomazná složka a nedochází tak k degradaci příznivých kluzných vlastností.
Na metalografickém výbrusu (viz obr. 3) je vidět, že grafit je před kalením i po kalení ve stejném stavu. V horní světlé zakalené části je dosaženo tvrdosti 611HB (~57,5HRC), tmavší původní nezakalená část má tvrdost 292HB (~30,5HRC). Tvrdost po zakalení je dána chemickým složením a dalšími parametry. U některých vzorků bylo dosaženo tvrdosti 725HB (~67HRC).
Při navařování laserem dosahujeme dobrých výsledků při opravách vad litinových odlitků. Na obr. 4 metalografického výbrusu je vidět návar na litinový díl, kde nebyl teplem téměř ovlivněn základový materiál a návar má tvrdost 235HB (~21,5HRC).
www.ks-kurim.cz
504
