Istraživanje tehnologije laserskog čišćenja površina od nehrđajućeg čelika
Ovaj rad uvodi pojam i osnovni princip tehnologije laserskog čišćenja, a eksperimentalnom metodom proučava učinak laserskog čišćenja površine od nehrđajućeg čelika. Test pokazuje da laserska tehnologija površinskog čišćenja može brzo ukloniti oksidacijsku boju sa zavarenih spojeva od nehrđajućeg čelika i toplotno zahvaćene zone, kao i boju i rđu na površini od nehrđajućeg čelika, te može formirati novi pasivacijski sloj.
Osnovni princip tehnologije laserskog čišćenja
Tehnologija laserskog čišćenja odnosi se na upotrebu visokoenergetskog laserskog zračenja radi površine, tako da na površini prljavštine, mrlja rđe ili premaza dolazi do trenutnog isparavanja ili skidanja, brzom efikasnom uklanjanju prianjanja površine objekta za čišćenje ili površinskog premaza, tako da kako bi se postigao čist proces.
Laseri, zajedno sa snopovima elektrona i jonskim snopovima, zajednički se nazivaju visokoenergetskim snopovima. Zajednička karakteristika je da zrake nose veliku energiju za prenos u svemiru. Fokusiranjem se može dobiti zračenje sa gustinom snage od 104-1015W/cm² u blizini fokusne tačke, koja je izvor toplote najvećeg intenziteta. . Laser ima karakteristike visoke svjetline, visoke usmjerenosti, visoke monohromatike i visoke koherentnosti, koje nemaju premca obični izvori svjetlosti. Koristeći visoku svjetlinu lasera, nakon fokusiranja sočiva, može se stvoriti temperatura od hiljada ili čak desetina hiljada stepeni u blizini fokusa. Visoka usmjerenost lasera omogućava da se laser efikasno prenosi na velike udaljenosti. Monokromatičnost lasera je izuzetno visoka, a talasna dužina je jednostruka, što pogoduje fokusiranju i odabiru talasne dužine. Lasersko svjetlo koje emituje laser prenosi se od optičkog vlakna do sočiva za fokusiranje, a nakon fokusiranja dolazi do površine radnog komada koji se čisti iz unutrašnje rupe mlaznice. Obično se koristi mlaznica, uz pomoć malog otvora mlaznice koaksijalne sa laserom za upuhivanje gasa pod pritiskom u zonu čišćenja. Plin se osigurava iz pomoćnog izvora plina, a njegova glavna funkcija je spriječiti zagađivanje sočiva prskanjem i dimom, te pročišćavanje površine obratka i jačanje termičkog efekta lasera i materijala.
Kao što je prikazano na slici 1, nakon apsorpcije laserske energije, zagađivači na površini objekta se ili isparavaju i isparavaju, ili se trenutno zagrijavaju i šire kako bi se savladala sila adsorpcije površine na čestice, tako da se mogu razdvojiti. sa površine objekta, čime se postiže svrha čišćenja. Trenutno postoje određena neslaganja oko mehanizma laserskog čišćenja, ali većina mehanizama može razumno objasniti neke pojave u eksperimentima laserskog čišćenja, koji općenito uključuju razlaganje laserskim isparavanjem, lasersko ljuštenje, toplinsko širenje čestica prljavštine, vibracije površine podloge i su četiri aspekta vibracija čestica; štaviše, lasersko čišćenje je često rezultat istovremenog djelovanja više mehanizama.
Slika 1 Princip laserskog čišćenja
Mehanizam za lasersko čišćenje prema površinskoj adheziji i termofizičkim parametrima podloge variraju u veličini. Kada se površinska adhezija i termofizički parametri materijala podloge značajno razlikuju, mehanizam laserskog čišćenja uključuje: ablacijsku vaporizaciju, termičke vibracije i mehanizam termičkog šoka i mehanizam akustičnog razbijanja, kao što je boja za lasersko čišćenje i gumeni sloj. Kada se površinska adhezija i termofizički parametri materijala podloge ne razlikuju, uglavnom djeluje mehanizam ablacije isparavanja, kao što je lasersko uklanjanje rđe.
Ispitivanje čišćenja površine zavara od nerđajućeg čelika
Moja kompanija dugoročna masovna proizvodnja karoserije vozila od nehrđajućeg čelika T4003, i većine karoserije od nehrđajućeg čelika, materijala od nehrđajućeg čelika u zavarivanju, lokalnih dijelova zbog montažnog jaza je super loša, što rezultira velikim unosom topline, posebno kada korištenjem tanke ploče od oko 3 mm, dovest će do oksidacije površine u blizini zavara od nehrđajućeg čelika i stražnjeg vara, uništavajući izvorni pasivacijski sloj materijala, tako da je otpornost materijala na koroziju smanjena ili čak do kvara. Neki proizvodi izgleda od nerđajućeg čelika ne zahtevaju farbanje ili farbanje prozirnim lakom u boji, prekomerna oksidacija uzrokovana razlikom u boji ozbiljno će uticati na ukupnu lepotu vozila. Prekomjerna oksidacija šava od nehrđajućeg čelika uglavnom se događa na vanjskoj površini tijela, kao što su bočni zid, donja bočna zidna ploča i drugi dijelovi, posebno spojni dijelovi bočne stijenke i krajnje zidne ploče (poprečna traka krajnjeg zida), kao što je prikazano na Slika 2.
Slika 2 Vanjska površina tijela od nehrđajućeg čelika zavarena zona prekomjerne oksidacije
U skladu sa preporukama standarda AWS D18.2 i standarda AS 1554.6, površina vara i toplotno zahvaćene zone dozvoljeno je da ima okside svijetle boje slame, a uzorci 1~3 na slici 3, plavi, smeđi i crni oksidi ne ispunjavaju zahtjeve. Osim oksidacije šavova, tijela od nehrđajućeg čelika u proizvodnji lokalne rđe ili drugih zagađivača i drugih problema, projektom se namjerava provjeriti korištenje tehnologije laserskog čišćenja površine kako bi se riješili prekomjerne oksidacije i hrđe i drugih nečistoća na površini nehrđajućeg čelika. čelika, te otpornost na koroziju tretirane površine metodom ispitivanja.
Slika 3. Uzorci zavarivanja nehrđajućeg čelika i zone zahvaćene toplinom oksidacije (AWS D18.2:2009)
(1) Proces testiranja bira 65W ručni laserski uređaj za čišćenje, kroz podešavanje parametara, mogu se dobiti različiti efekti, različiti efekti tretmana pod različitim parametrima prikazani su na slici 4, kroz nekoliko testova, kako bi se postiglo idealno stanje površine, razumni parametar postavke su sljedeće:
① Snaga lasera: 65W.
② Spot koincidencija: 1.2.
③ Širina impulsa: 30~240ns.
④ Energija impulsa: {{0}}.1~ 0.8mJ, optimalna energija 0.1~0.2mJ.
Slika 4 Test čišćenja površine uzorka od nerđajućeg čelika
(2) Rezultati testa su uspjeli ukloniti sav oksidni sloj sa zavara i zone zahvaćene toplinom nakon tretmana laserskim uređajem za čišćenje pod gore navedenim parametrima, kao što je prikazano na slici 5~slika 7.
Slika 5. Poređenje prije i poslije čišćenja sučeonih zavara
Slika 6. Poređenje prije i poslije frontalnog čišćenja ugaonih zavara
Slika 7 Poređenje prije i nakon čišćenja stražnje strane kutnog vara
Prema stanju tretirane površine na razlici u stopi apsorpcije svjetlosti, podešavanjem valne dužine i drugih parametara, laser može ne samo očistiti metalni površinski oksidni sloj, već i brzo očistiti rđu i boju površine od nehrđajućeg čelika (vidi sliku 8 ~ Slika 9)
Slika 8 Čišćenje rđe gornje bočne grede
Slika 9 Čišćenje laka
Lasersko čišćenje površine ne samo da može u potpunosti ukloniti oksidni sloj šava i zone zahvaćene toplinom, već i formirati novi pasivacijski sloj kako bi se spriječilo ponovno hrđanje. Kako bi se provjerila otpornost na koroziju novog pasivacionog sloja, provedeno je usporedno ispitivanje otpornosti na koroziju u prirodnom i simuliranom okruženju. Test je proveden lokalnim laserskim čišćenjem dvije testne ploče, koje su bile pohranjene u različitim okruženjima na određeno vrijeme kako bi se uočila situacija sa hrđanjem. Situacija korozije prikazana je na slici 10: Ispitna ploča 1 je stavljena u otvoreno otvoreno okruženje 6 mjeseci, a uočeno je da je na neočišćenoj površini bilo dosta tragova rđe, dok je površina nakon laserskog čišćenja tek neznatno zarđala. . Ispitna ploča 2 je stavljena u zatvorenom prostoru na sobnu temperaturu 6 mjeseci i uočeno je da se na neočišćenoj površini pojavila prirodna oksidacijska boja, a na površini nakon laserskog čišćenja nije uočena promjena boje ili hrđanje, te je i dalje metalne boje.
Slika 10 Slika uzorka ploče od nerđajućeg čelika nakon čišćenja tokom 6 meseci
Tehnologija laserskog čišćenja površine može brzo ukloniti oksidacijsku boju šava od nehrđajućeg čelika i zone zahvaćene toplinom, kao i boju i rđu na površini nehrđajućeg čelika; laserska tehnologija površinskog čišćenja može formirati novi pasivacijski sloj sa dobrom otpornošću na koroziju; površina od nehrđajućeg čelika nakon laserskog čišćenja nema velike razlike u boji s originalnom površinom.
Ako želite saznati više informacija o MRJ-Laseru, posjetite:
Mašine za lasersko čišćenje:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Mašine za lasersko obeležavanje:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Mašine za lasersko zavarivanje:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
