软化和退火材料

精确加热 - 金属表面持续软化 - 加工速度快。二极管激光器是理想的工具。

举例说明

过程

软化是转变钢部件的一个工艺步骤。在软化过程中,因马氏体形成而硬化的钢材会在局部区域被加热。这将改变钢的微观结构:根据温度的不同,马氏体要么退火,进而软化,要么通过奥氏体化转变为韧性更强、硬度更低的铁素体-珠光体结构。激光是进行这种热处理的最佳工具,因为它能保证对材料进行灵活、高精度的处理,而且与周围受热材料的过渡区很小。气体火焰和红外线辐射器都无法提供与之相媲美的工艺质量。

退火 - 降低张力

退火是一种热处理,通常在淬火工艺之后进行。退火也是对材料进行加热,以影响其性能,特别是缓解张力。回火温度越高,淬火钢就越软。这样可以降低硬度,提高韧性。除了传统的钢铁相关工艺外,材料和部件内部张力的补偿也在非金属相关生产工艺中发挥作用,例如半导体生产。 目前 正在测试基于二极管激光器的退火工艺,以补偿生产过程中晶片的内部张力。

软化材料

使用二极管激光进行热处理不仅能使材料硬化,还能起到相反的作用,即软化材料。在这种情况下,凝固结构会在某些区域受热软化("回火"),或者通过奥氏体化后缓慢冷却,重新变成铁素体-珠光体结构。这样得到的板材更容易成型或焊接。在这方面,二极管激光器是比感应、气体火焰或红外线等其他方法更好的工具。一方面,材料加工可以像淬火一样以高度灵活和精确的方式进行;另一方面,在加工过的原材料和未加工的原材料之间形成的过渡区要比其他技术形成的过渡区小。不过,二极管激光器的强度分布非常均匀,即使是大光斑也是如此,因此软化效果特别均匀。

二极管激光器的工艺优势

与其他类型的激光器相比,Laserline 的二极管激光器具有更大的光斑和更均匀的强度分布。二者的结合使持续的全面软化成为可能。得益于与弗劳恩霍夫 ILT 合作开发的双面辐射技术,未来每分钟超过 10 米的加工速度将成为现实。

To protect the body, soft deformation zones can be created by Laserline diode lasers

在哪里使用软化?

软化实际上可以拯救生命:在汽车车身制造中,可以在压制硬化区域创建软变形区,这些区域在发生碰撞时吸收能量冲击,从而保护车身。这种柔性材料加工可确保在其余区域保持钢材的整体刚度。另一个应用领域是深冲压,即在压制前对电路板的预定弯曲区域进行软化处理,以避免在成型过程中出现裂缝或断裂。

应用实例

Laserline’s diode lasers, by deep drawing enable the heating to be carried out exceptionally accurately and evenly, and with high process speed.
© Fraunhofer ILT

深度绘图

深拉是最重要的工业冷变形工艺之一,在深拉过程中,金属板在刚性成型压力机的帮助下被拉成所需的形状。将金属板固定在坯料夹具中,利用冲模将金属板压入模具,然后将其加工成汽车面板或钢制浴缸等。为避免工件在压制过程中出现裂缝或断裂(这是高强度钢的一个特殊风险),钢板上的相关弯曲区域会事先软化。在此过程中,相关区域会被加热,从而改变其金属结构。Laserline 的LDM 和 LDF 二极管激光器、可以非常精确、均匀、高速地进行加热。

创建溃缩区

有针对性地设置溃缩区是汽车制造中最重要的安全措施之一。在发生事故时,褶皱区会发生变形,从而吸收撞击能量的主要部分。为了达到这一效果,车身板材需要在预定区域内加热软化。在这里,Laserline 的LDM 和 LDF 二极管激光器凭借其精确、均匀的热量输入,可确保达到最佳效果。在需要达到褶皱效果的部位,金属结构会被软化;而在车身的所有其他部位,则会保持所需的坚固性(这也与安全有关),从而最终使车内人员得到最大程度的保护。

Laserline diode lasers can guarantee optimum results thanks to their precise and even heat input.
© Fraunhofer ILT

用于退火和软化的二极管激光器

哪些激光系统特别适合软化和退火?您可以在这里找到选择。

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