176342. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés termokémiai úton végzett hántolás gyors beindítására
176342 4 A fedőporral meg- -t gyors indítás hátránya, hogy a port szállító í rendezés igen megbízhatatlan, minthogy igen nagy igénybevételnek van kitéve és rendkívül gyorsan elkopik. Ezen túlmenően az alkalmazott fémpor meglehetősen drága, így ez a megoldás nem kielégítő. A villamos energiával végzett indítások viszonylag bonyolult megoldások és több problémát vetnek fel. Azoknál az eljárásoknál, ahol az indítás villamos ívvel történik, a munkadarab részét alkotja egy villamos áramkörnek, és ebben az esetben villamos kontaktust kell biztosítani a mozgó munkadarabon. Ha az indítást villamos ív segítségével úgy végezzük, hogy a munkadarab nem vesz részt az ívképzésben, akkor viszont az ívet húzó elektródákat rendkívül közel kell elhelyezni a munkadarab felületéhez, hogy elegendő hőt tudjunk biztosítani a munkadarab felületén levő anyag égési hőmérsékletre hevítéséhez. Ez a megoldás már azért is hátrányos, mert nehéz biztosítani az elektródarendszer számára a megfelelő helyet, és ezenkívül a hántolás során fellépő fröcskölés az ívet tönkreteheti. Újabb megoldásokat ismertetnek a 3 966 503 és 3 991 985 számú USA szabadalmak. Ezeknél a megoldásoknál a gyors indítást úgy végzik el, hogy a hántolás kiindulópontjához felhevített huzalt érintenek, és a huzalt égési hőmérsékletére hevítik a hántolófejből kiáramló sugárral, vagy más külső hőforrással. Ez a megoldás jól alkalmazható olyan esetekben is, ahol egy adott felületen több különálló helyen kell hántolást végezni, ehhez azonban több huzaladagoló egységet és ezekhez tartozó hántolóegységeket kell alkalmazni. A termokémiai úton végzett hántolási művelet gyors beindításához tehát mindezideig valamely járulékos anyagot kellett felhasználni, például fedőport vagy indítóhuzalt, és ezek segítségével lehetett a munkadarabon az égési hőmérsékletet létrehozni. A jelen találmánnyal olyan olcsó és megbízható megoldás kialakítása a célunk, amely lehetővé teszi mozgó munkadarabon végzett elektrokémiai hántolás azonnali beindítását és sima hántolt felület kialakítását járulékos anyag, például fedőpor vagy indítóhuzal, illetve villamos ív alkalmazása nélkül. A találmány szerinti megoldással még az is célunk volt, hogy lehetővé tegyük több fúvóka alkalmazásával a munkadarabon különböző helyeken levő hibás felületok egyidejű eltávolítását anélkül, hogy a mozgó berendezés sebességét üzemelés közben változtatni kelljen. A kitűzött feladatot a találmány szerinti eljárással úgy oldjuk meg, hogy a hántolandó munkadarabnak azon pontjára, ahol a termokémiai reakciót kívánjuk beindítani, nagy intenzitású oxigénsugarat irányítunk és fémfürdőt alakítunk ki a pont környezetében. A munkadarabnak és a hántoló egységnek egymáshoz viszonyított elmozdulásával egyidejűleg vagy azt követően a kiválasztott pontot úgy hevítjük gyúlási hőmérsékletre, hogy a felületére lézersugarat bocsátunk. Amikor a fémfürdő a kívánt szélességet elérte, a nagy intenzitású oxigénsugarat kikapcsoljuk és a hántolási műveletet a szokásos módon a hántoló oxigénsugár segítségével végezzük. Az eljárás úgy is elvégezhető, hogy a termokémiai reakciót nagy intenzitású oxigénsugár nélkül indítjuk be. Ez esetben a munkadarab és a hántoló oxigénsugarat kibocsátó hántoló egység közötti viszonylagos elmozdulás beindításával egyidejűleg legalább egy lézersugarat irányítunk a munkadarab azon részére, ahol a termokémiai reakciót kívánjuk beindítani és a lézersugárral vagy lézersugarakkal a mozgás irányára merőleges sávban több pontot hevítünk gyúlási hőmérsékletre. A hántoló oxigénsugarat a megolvasztott sávra irányítjuk és a hántolást a sáv teljes szélességében kezdjük el. Ha a hántolási sávot egyetlen lézer segítségével alakítjuk ki, a sávot a lézer mozgatásával hozzuk létre. A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmazott berendezés legalább egy lézerrel van ellátva és ha az indítást nagy intenzitású oxigénsugár segítségével végezzük, a hántoló egységgel szemben a munkadarab felületével hegyesszöget bezáró oxigén fúvócső van elhelyezve. A berendezésben alkalmazott lézer lehet folyamatos üzemű vagy impulzus lézer. A lézersugár mozgatását mechanikus vagy optikai úton lehet biztosítani. A jelen találmány alapja tehát az a felismerés, hogy nagy intenzitású lézersugarat a hántolandó fém munkadarab felületének rendkívül kis részére fókuszálva és előnyösen ezt a kis felületrészt előzőleg oxigénsugárral bombázva olyan termokémiai reakció jön létre, amely a kis felületrész megolvadását eredményezi, és ez a megolvadt felület kiterjeszthető egy 5—25 cm-es szélességű sávra. Hangsúlyozni kívánjuk, hogy lézersugárnak fémek megmunkálásához történő felhasználása már régóta ismert. Elteijedten alkalmaznak lézerfejeket fémek vágásához és olykor egyéb megmunkáláshoz is. Ilyen megoldások találhatók például az 1 215 713 és 1 437 237 számú angol, a 3 941 973 számú USA vagy a 124 775 számú NDK szabadalmi leírásban. Ezek a szabadalmak lényegében a lézersugarak előállítási módjára, illetve a lézerfejek konstrukciójára vonatkoznak. Ebben a vonatkozásban találmányunk nem különbözik a hagyományosan alkalmazott lézerektől. Ugyanakkor azonban a lézersugár alkalmazása a termokémiai hántolás, illetve oxigéngyalulás gyors beindítására, tehát nem magára a megmunkálásra, hanem a gyors felmelegítésre mindenképpen új és a technika jelenlegi állása erre való utalást sehol nem tartalmaz. Ismert tény, hogy a lézersugarat rendkívül kis helyre (0,1-1 mm átmérő, 1-0,1 mm mélység) lehet koncentrálni, és ekkor az adott felület megolvasztható. Az a tény azonban már igen meglepő, hogy a lézersugár által megolvasztott kis felületű fém nagy intenzitású oxigén sugárral termokémiai hántolás beindítására alkalmas fémfürdővé szélesíthető. Az eddigi ismeretek alapján ilyen esetekben az várható, hogy a nagy intenzitású oxigén sugár a rendkívül kis mennyiségű olvadt fémet elfújja, mielőtt bármilyen termokémiai reakció beindulhatna. Az is félő volt ilyen esetekben, hogy a nagy intenzitású oxigén sugár a felületet gyorsan lehűti és ezzel megakadályozza a termokémiai reakció beindulását. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
