176342. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés termokémiai úton végzett hántolás gyors beindítására
176342 l.fc IS. még számos optikai rendszer vagy akár több lézer felhasználásával is. A 17. ábrán a találmány szerinti berendezéssel végzett hántolás egy sávját mutatjuk be. Ez tulajdonképpen a 16. ábrán bemutatott elrendezés 4-4 nézete, ahol egyetlen lézert alkalmazunk, és a sávot az M tükör folyamatos mozgatásával hozzuk létre. Az ábrán látható sávnál a termokémiai reakció az A pontban kezdődik, és folyamatosan halad a B pont felé. Az A és B pontokat összekötő egyenes a munkadarab mozgási irányával szöget zár be, éppen azért, mert a munkadarab a beindítás alatt mozgásban van. A 101 sáv mutatja az ábrán a hántolt felületet. A 14—17. ábrákon bemutatott megoldás ugyanolyan célokra használható, mint azok a megoldások, amelyeknél nagy intenzitású oxigénsugarat alkalmazunk. A felhasználási terület magában foglalja azokat a területeket, ahol hagyományosan hántolást végeznek, azaz valamely munkadarab teljes felületét 20 lehántoljuk, végezhető a találmány szerinti megoldással helyi hántolás is egy nagyobb munkadarab felületén anélkül, hogy a hántolt felületrészek bordákkal, gyűrődésekkel vagy bemélyedésekkel lennének elválasztva a hántolatlan felülettől. Ugyancsak 25 használható ez a megoldás is olyan esetekben, amikor nagy felületű munkadarabon végzünk hántolást egyidejűleg több hántolóegységgel. A találmány szerinti eljárás, illetve berendezés alkalmazása során a lézer működtetéséhez szükséges 30 energia mennyisége számos tényezőtől függ. Ilyen tényezők a hántolási sebesség, a munkadarab összetétele és hőmérséklete, az oxigénáram sebessége és tisztasága stb. Mindazonáltal a találmány szerinti megoldás megvilágítására és a gyakorlatban történő 35 hasznosítás érdekében az alábbiakban kiviteli példát mutatunk be. A kísérlet során az 1. ábrán bemutatott berendezést használtuk. A hántolóegység szélessége 15 cm volt. A 16 résfúvóka 19 kibocsátási nyílásán 40 kiáramló oxigénsugár sebessége 570 nm3/óra volt. A hevítőgáz sebessége 40 nnr /óra volt. A munkadarabot a hántolóegységhez képest 14 m/perc sebességgel mozgattuk. Az oxigént kibocsátó fűvócső körkeresztmetszetű volt, és belső átmérője 2 cm 45 nagyságúra volt kialakítva.o A fúvócsönek a munkadarabbal bezárt szöge 50 volt. A fúvócsőből kiáramló oxigénsugár sebességét 850 nm3/óra értékre állítottuk be. Az alkalmazott lézer kristályos Nd-YAG impulzuslézer volt, ahol a kibocsátott 50 lézersugár átmérője 1 mm, divergenciája 5 milliradián volt. Az impulzusok 11 mikroszekundumosak voltak. 50 joule energiájú lézert alkalmaztunk, és a lézer által felhevitett pont 2 mm átmérőjű volt. Az alkalmazott megoldásnál az A pont a 55 B pont előtt 1 cm-rel helyezkedett el. A lézerhez 50 cm fókusztávolságú lencsét használtunk fel. A működtetés során először a hevítőlángot gyújtottuk be, és biztosítottuk a munkadarabnak a hántolóegységhez viszonyított elmozdulását. A hán- 60 t»iá« beindításakor adott jelzés után a fúvócsövön át megindult az oxigénsugár, és a lézersugár által felhevitett pontban olvadékot alakított ki. Az acélon létrejövő fémolvadékban ezzel beindult a termokémiai reakció. A lézerimpulzust követően kö- 65 rülbelül egy fél másodperc után a fúvócsőből áramló oxigénsugarat fokozatosan kikapcsoltuk, és így az első impulzust követő 3/4 másodperc elteltével a fúvókán mért intenzitás nullára csökkent. A 5 hántolófúvókát úgy kapcsoltuk be, hogy teljes teljesítményének legalább 50%-át érje el, amikor a lézerimpulzus megjelenik. A hántoló oxigénsugarat végig a hántolás során fenntartottuk, egészen addig, amíg a hántolandó terület végét* el nem értük. A 10 hántolt sáv szélessége 15 cm, mélysége 3 mm volt. Azoacél munkadarab hőmérséklete a hántolás alatt 20 C maradt. Az acél, amelyen a hántolást végeztük, kis széntartalmú szénacél volt, a hevítéshez pedig földgázt alkalmaztunk. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során a hevítőláng begyújtható a lézersugár által létrehozott fémolvadékkal vagy az oxigénfúvókával is. Jóllehet a találmányt csupán néhány célszerű kialakítás segítségével mutattuk be, nyilvánvaló, hogy ezeken kívül még számos hasonló kivitelre, illetve foganatosítási módra van lehetőség anélkül, hogy a találmány lényegétől eltérnénk. Lehetséges például folyamatosan működő lézer felhasználása, kivitelezhető a berendezés oly módon, hogy két vagy több oxigén fúvókát alkalmazunk, és a fúvókákat különböző keresztmetszettel alakítjuk ki, sőt méreteik is különbözők lehetnek. A találmány szerinti eljárás foganatosítására használt berendezésben alkalmazható szükség esetén két vagy annál több lézerfej is, ha szükségesnek látszik. Alkalmazható az eljárás - jóllehet acélon mutattuk be — bármely vasötvözetnél, sőt tetszőleges fémfelület hántolásához. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás termokémiai úton, hántoló oxigénsugárral végzett hántolás gyors beindítására, amelynek során a megmunkálandó felület legalább egy részét megolvasztjuk, illetve gyúlási hőmérsékletre hevítjük és a hántoló-egységet, valamint a munkadarabot egymáshoz képest elmozdítjuk, azzal jellemezve, hogy a) a munkadarabnak azon pontjára, ahol a termokémiai reakciót kívánjuk beindítani nagy intenzitású oxigénsugarat irányítunk és fémfürdőt alakítunk ki a pont környezetében, b) a pontot a mozgatás beindításával egyidejűleg vagy azt követően lézersugárral érintkezésbe hozva hevítjük gyúlási hőmérsékletre, majd c) a nagy intenzitású oxigénsugarat kikapcsoljuk, amikor a fémfürdő a kívánt szélességet elérte. (Elsőbbsége: 1976. V. 10.) 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lézersugarat egy a nagy intenzitású oxigénsugár középvoriSla és a megmunkálandó felület metszéspontja mögötti pont, valamint a metszéspont előtt 10cm-re elhelyezkedő pont közötti szakaszra irányítjuk. (Elsőbbsége: 1976. V. 10) 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lézersugarat a nagy t-
