Penyelidikan teknologi pembersihan laser permukaan keluli tahan karat
Kertas ini memperkenalkan konsep dan prinsip asas teknologi pembersihan laser, dan ia menggunakan kaedah eksperimen untuk mengkaji kesan pembersihan laser permukaan keluli tahan karat. Ujian menunjukkan bahawa teknologi pembersihan permukaan laser dengan cepat boleh mengeluarkan warna pengoksidaan kimpalan keluli tahan karat dan zon terjejas haba serta cat dan karat pada permukaan keluli tahan karat, dan boleh membentuk lapisan pempasifan baharu.
Prinsip asas teknologi pembersihan laser
Teknologi pembersihan laser merujuk kepada penggunaan permukaan kerja penyinaran pancaran laser bertenaga tinggi, supaya permukaan kotoran, bintik karat atau salutan berlaku penyejatan atau pelucutan serta-merta, penyingkiran berkesan berkelajuan tinggi dari lekatan permukaan objek pembersihan atau salutan permukaan, jadi untuk mencapai proses yang bersih.
Laser, bersama dengan pancaran elektron dan pancaran ion, secara kolektif dirujuk sebagai pancaran tenaga tinggi. Ciri biasa ialah rasuk membawa tenaga tinggi untuk dihantar di angkasa. Dengan memfokus, penyinaran dengan ketumpatan kuasa 104-1015W/cm² boleh diperolehi berhampiran titik fokus, iaitu sumber haba dengan keamatan tertinggi. . Laser mempunyai ciri-ciri kecerahan tinggi, kedirektiviti tinggi, monokromatik tinggi dan koheren tinggi, yang tidak dapat ditandingi oleh sumber cahaya biasa. Menggunakan kecerahan tinggi laser, selepas difokuskan oleh kanta, suhu beribu-ribu malah berpuluh-puluh ribu darjah boleh dijana berhampiran fokus. Kearaharah laser yang tinggi membolehkan laser dihantar dengan cekap pada jarak yang jauh. Monokromatik laser sangat tinggi dan panjang gelombangnya adalah tunggal, yang sesuai untuk pemfokusan dan pemilihan panjang gelombang. Cahaya laser yang dipancarkan oleh laser dihantar dari gentian optik ke kanta fokus, dan selepas memfokus, ia mencapai permukaan bahan kerja untuk dibersihkan dari lubang dalam muncung. Biasanya muncung digunakan, dengan bantuan muncung orifis kecil sepaksi dengan laser untuk meniup gas di bawah tekanan ke dalam zon pembersihan. Gas disediakan oleh sumber gas tambahan, dan fungsi utamanya adalah untuk mengelakkan kanta daripada tercemar oleh percikan dan asap, dan untuk membersihkan permukaan bahan kerja dan menguatkan kesan haba laser dan bahan.
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, selepas menyerap tenaga laser, bahan pencemar pada permukaan objek sama ada mengewap dan meruap, atau serta-merta dipanaskan dan dikembangkan untuk mengatasi daya penjerapan permukaan pada zarah, supaya ia boleh diasingkan. dari permukaan objek, dengan itu mencapai tujuan pembersihan. Pada masa ini, terdapat beberapa perselisihan mengenai mekanisme pembersihan laser, tetapi kebanyakan mekanisme boleh menjelaskan beberapa fenomena secara munasabah dalam eksperimen pembersihan laser, yang secara amnya termasuk penguraian pengewapan laser, pengelupasan laser, pengembangan haba zarah kotoran, getaran permukaan substrat dan Terdapat. ialah empat aspek getaran zarah; lebih-lebih lagi, pembersihan laser selalunya hasil daripada tindakan serentak pelbagai mekanisme.
Rajah 1 Prinsip pembersihan laser
Mekanisme pembersihan laser mengikut lekatan permukaan dan parameter termofizik substrat berbeza dalam saiz. Apabila lekatan permukaan dan parameter termofizik bahan substrat berbeza dengan ketara, mekanisme pembersihan laser termasuk: pengewapan ablasi, getaran haba dan mekanisme kejutan haba dan mekanisme pecah akustik, seperti cat pembersihan laser dan lapisan getah. Apabila lekatan permukaan dan parameter termofizik bahan substrat tidak berbeza, terutamanya mekanisme pengewapan ablasi dalam tindakan, seperti penyingkiran karat laser.
Penyelidikan ujian pembersihan permukaan kimpalan keluli tahan karat
Syarikat saya pengeluaran besar-besaran jangka panjang badan keluli tahan karat T4003 kenderaan, dan kebanyakan badan keluli tahan karat, bahan keluli tahan karat dalam kimpalan, bahagian tempatan disebabkan oleh jurang pemasangan adalah sangat miskin, mengakibatkan input haba yang besar, terutamanya apabila menggunakan plat nipis kira-kira 3mm, akan membawa kepada pengoksidaan permukaan berhampiran kimpalan keluli tahan karat dan kimpalan belakang, memusnahkan lapisan pempasifan asal bahan, supaya rintangan kakisan bahan berkurangan atau kegagalan. Sesetengah produk penampilan keluli tahan karat tidak memerlukan pengecatan atau pengecatan varnis warna telus, pengoksidaan berlebihan yang disebabkan oleh perbezaan warna akan menjejaskan keindahan keseluruhan kenderaan secara serius. Pengoksidaan lebihan kimpalan keluli tahan karat terutamanya berlaku pada permukaan luar badan, seperti dinding sisi, plat dinding sisi bawah dan bahagian lain, terutamanya bahagian sambungan dinding sisi dan plat dinding hujung (jalur silang dinding hujung), seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.
Rajah 2 Badan keluli tahan karat permukaan luar kimpalan haba zon terjejas pengoksidaan berlebihan
Selaras dengan cadangan piawaian AWS D18.2 dan piawaian AS 1554.6, permukaan kimpalan dan zon terjejas haba dibenarkan mempunyai oksida berwarna jerami ringan, dan sampel 1~3 dalam Rajah 3, biru, coklat dan hitam oksida tidak memenuhi keperluan. Sebagai tambahan kepada pengoksidaan kimpalan, badan keluli tahan karat dalam pengeluaran karat tempatan atau bahan cemar lain dan masalah lain, projek itu berhasrat untuk mengesahkan penggunaan teknologi pembersihan permukaan laser untuk menghilangkan pengoksidaan dan karat yang berlebihan dan kekotoran lain pada permukaan tahan karat. keluli, dan rintangan kakisan permukaan yang dirawat melalui kaedah ujian.
Rajah 3 Kimpalan keluli tahan karat dan sampel perubahan warna pengoksidaan zon terjejas haba (AWS D18.2:2009)
(1) Proses ujian memilih peranti pembersihan laser pegang tangan 65W, melalui pelarasan parameter, kesan yang berbeza boleh diperolehi, kesan rawatan yang berbeza di bawah parameter yang berbeza ditunjukkan dalam Rajah 4, melalui beberapa ujian, untuk mencapai keadaan permukaan yang ideal, parameter yang munasabah tetapan adalah seperti berikut:
① Kuasa laser: 65W.
② Kebetulan tempat: 1.2.
③ Lebar nadi: 30~240ns.
④ Tenaga nadi: {{0}}.1~ 0.8mJ, tenaga optimum 0.1~0.2mJ.
Rajah 4 Ujian pembersihan permukaan sampel keluli tahan karat
(2) Keputusan ujian dapat mengeluarkan semua lapisan oksida dari kimpalan dan zon terjejas haba selepas rawatan oleh peranti pembersihan laser di bawah parameter di atas, seperti ditunjukkan dalam Rajah 5~Rajah 7.
Rajah 5 Perbandingan sebelum dan selepas pembersihan kimpalan punggung
Rajah 6 Perbandingan sebelum dan selepas pembersihan hadapan kimpalan fillet
Rajah 7 Perbandingan sebelum dan selepas membersihkan bahagian belakang kimpalan fillet
Mengikut keadaan permukaan yang dirawat pada perbezaan dalam kadar penyerapan cahaya, dengan melaraskan panjang gelombang dan parameter lain, laser bukan sahaja dapat membersihkan lapisan oksida permukaan logam, tetapi juga dengan cepat membersihkan permukaan keluli tahan karat karat dan cat (lihat Rajah 8 ~ Rajah 9)
Rajah 8 Pembersihan karat rasuk bahagian atas
Rajah 9 Pembersihan varnis
Pembersihan permukaan laser bukan sahaja boleh mengeluarkan sepenuhnya lapisan oksida kimpalan dan zon terjejas haba, tetapi juga membentuk lapisan pempasifan baru untuk mengelakkan berkarat lagi. Untuk mengesahkan rintangan kakisan lapisan pempasifan baharu, ujian perbandingan rintangan kakisan di bawah persekitaran semula jadi dan simulasi telah dijalankan. Ujian telah dijalankan oleh pembersihan laser tempatan dua plat ujian, yang disimpan dalam persekitaran yang berbeza untuk satu tempoh masa untuk memerhatikan keadaan berkarat. Keadaan kakisan ditunjukkan dalam Rajah 10: Plat ujian 1 diletakkan di dalam persekitaran terbuka luar selama 6 bulan, dan diperhatikan bahawa terdapat banyak kesan karat pada permukaan yang tidak dibersihkan, manakala permukaan hanya berkarat sedikit selepas pembersihan laser. . Plat ujian 2 diletakkan di dalam rumah pada suhu bilik selama 6 bulan, dan diperhatikan bahawa warna pengoksidaan semula jadi muncul pada permukaan yang tidak dibersihkan, dan tiada perubahan warna atau karat diperhatikan pada permukaan selepas pembersihan laser, dan ia masih berwarna logam.
Rajah 10 Gambar sampel plat keluli tahan karat selepas dibersihkan selama 6 bulan
Teknologi pembersihan permukaan laser dengan cepat boleh mengeluarkan warna pengoksidaan kimpalan keluli tahan karat dan zon terjejas haba serta cat dan karat pada permukaan keluli tahan karat; teknologi pembersihan permukaan laser boleh membentuk lapisan pempasifan baru dengan rintangan kakisan yang baik; permukaan keluli tahan karat selepas pembersihan laser tidak mempunyai perbezaan warna yang besar dengan permukaan asal.
Jika anda ingin mengetahui maklumat lanjut tentang MRJ-Laser, sila layari:
Mesin Pembersihan Laser:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Mesin Penanda Laser:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Mesin Kimpalan Laser:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
