Analysis of Material Surface Renewal Technologies and Research of Laser Cladding Technology

Attīstoties metāla virskārtas uzlabošanas tehnoloģijām, tādām kā lāzeruzkausēšana, tām kļūstot pieejamākām un fleksiblākām, palielinās ražotāju interese. Minētais rada nepieciešamību pēc jauniem un specializētiem, tehnoloģiju attīstošiem pētījumiem, kas palielina tehnoloģiju iespējas materiālu virskārtas uzlabošanas un remonta virzienos un padara tehnoloģiju saistošu plašākai industrijas daļai. Vadoties no industrijas aktivitātēm un pieprasījuma metāla virskārtu modificēšanas jomā, izstrādāts promocijas darbs ar tēmu: “Materiāla virsmas atjaunošanas tehnoloģiju analīze un lāzeruzkausēšanas tehnoloģiju pētījumi”.

Promocijas darba mērķis ir piemērotākajām materiāla slāņa uzkausēšanas tehnoloģijām noskaidrot tehnoloģisko parametru un apstākļu ietekmi uz iegūstamā uzkausējuma raksturlielumiem un izstrādāt matemātiskas izteiksmes raksturlielumu prognozei. Papildus minētajam darbam izvirzīti sekojoši uzdevumi: veikt uzkausēšanas eksperimentus un rezultātu analīzi, noskaidrojot lāzeruzkausēšanas raksturlielumu atkarību no uzkausēšanas pozīcijas un sprauslas leņķa; pārbaudīt uzkausējuma cietību un noskaidrot cietību ietekmējošos faktorus lāzeruzkausēšanā; sniegt rekomendācijas tehnoloģiju praktiskai pielietošanai gan ārējo, gan iekšējo materiāla virsmu atjaunošanā.

Darbā veikta materiāla slāņa uzkausēšanas tehnoloģiju analīze, nozīmīgāko uzkausējuma raksturlielumu identificēšana, eksperimentu izstrāde un rezultātu analīze. Noskaidrots, ka lielākie tehnoloģiskie ieguvumi izstrādājuma kvalitātes un daudzpusības nodrošināšanai ir realizējami, lietojot lāzeruzkausēšanu, kas rada iespēju veidot mazus un lokālus uzkausējumus. Noskaidrots, ka uzkausējuma raksturlielumi galvenokārt ir atkarīgi no pievadītā materiāla daudzuma uzkausējuma zonā, ko savukārt ietekmē materiāla padeves un uzkausēšanas ātrums. Eksperimentāli apstiprināts, ka lāzeruzkausēšanas tehnoloģija ir realizējama visās uzkausēšanas pozīcijās, bet, mainot uzkausēšanas pozīciju, kā arī sprauslas leņķi, tiek ietekmēta uzkausējamā materiāla plūsma un jaudas intensitāte, kas rada uzkausējuma vannas apstākļu izmaiņu, ietekmējot uzkausējuma raksturlielumu vērtības, t.sk. mehāniskās īpašības. Noteiktas lāzeruzkausējumu cietību vērtības un secināts, ka bāzes materiāla temperatūra, sprauslas leņķis, sprauslas pozīcija, lāzera punkta forma, uzkausējuma samaisījuma pakāpe un uzkausēšanas vannas temperatūras ietekmē uzkausējuma cietības vērtības. Savukārt uzkausēšanas vannas temperatūras sadalījums apraksta uzkausējuma profila cietību vērtību raksturu. Darbā izstrādātas matemātiskās izteiksmes, kur lāzeruzkausēšanā raksturlielumi aprakstāmi ar ieviestu jaunu lāzeruzkausēšanas ietekmes parametru, kas ietver visus lietotos tehnoloģiskos parametrus. Izstrādātās matemātiskās izteiksmes būtiski uzlabo tehnoloģiju prognozējamību un tās pielietojamas ražošanā, lai samazinātu operācijas laiku un paaugstinātu izstrādājuma kvalitāti. Iegūtie rezultāti ir būtiski, jo turpmākiem pētījumiem un attīstības virzieniem ir nodrošināta plaša informācijas bāze.