Rozsdamentes acél felület lézeres tisztítási technológiai kutatás
Jelen cikk bemutatja a lézeres tisztítási technológia fogalmát és alapelvét, és kísérleti módszerrel vizsgálja a rozsdamentes felületek lézeres tisztításának hatását. A teszt azt mutatja, hogy a lézeres felülettisztító technológia gyorsan eltávolítja a rozsdamentes acél varratok és a hőhatás zóna oxidációs színét, valamint a festéket és a rozsdát a rozsdamentes acél felületről, és új passzivációs réteget képezhet.
Lézeres tisztítási technológia alapelve
A lézeres tisztítási technológia nagy energiájú lézersugárral besugárzott munkafelület használatára vonatkozik, így a szennyeződések, rozsdafoltok vagy bevonatok felülete azonnali elpárolgást vagy leválást, a tisztítótárgy felületi tapadásának vagy felületi bevonatának nagysebességű hatékony eltávolítását jelenti, így hogy tiszta folyamatot érjünk el.
A lézereket az elektron- és ionsugárral együtt nagyenergiájú nyaláboknak nevezzük. A közös jellemző, hogy a nyalábok nagy energiát hordoznak az űrben való átvitelhez. Fókuszálással 104-1015W/cm² teljesítménysűrűségű besugárzás érhető el a fókuszpont közelében, amely a legnagyobb intenzitású hőforrás. . A lézer olyan jellemzőkkel rendelkezik, mint a nagy fényerő, a nagy irányíthatóság, a nagy monokromatikusság és a magas koherencia, amelyek páratlanok a hagyományos fényforrásoknál. A lézer nagy fényerejét használva, az objektív általi fókuszálást követően több ezer vagy akár több tízezer fokos hőmérséklet is előállítható a fókusz közelében. A lézer nagy irányíthatósága lehetővé teszi a lézer hatékony átvitelét nagy távolságokra. A lézer monokromatikussága rendkívül magas, a hullámhossz pedig egyszeres, ami kedvez a fókuszálásnak és a hullámhosszválasztásnak. A lézer által kibocsátott lézerfény az optikai szálról a fókuszáló lencsére jut, majd a fókuszálás után a fúvóka belső furatából éri el a tisztítandó munkadarab felületét. Általában fúvókát használnak, egy kis nyílású fúvóka segítségével, amely koaxiális a lézerrel, hogy nyomás alatt lévő gázt fújjon a tisztító zónába. A gázt a segédgázforrás szolgáltatja, fő feladata a lencse fröccsenés és füst általi szennyeződésének megakadályozása, valamint a munkadarab felületének tisztítása, a lézer és az anyag hőhatásának erősítése.
Amint az 1. ábrán látható, a lézerenergia elnyelése után a tárgy felületén lévő szennyező anyagok vagy elpárolognak és elpárolognak, vagy azonnal felhevülnek és kitágulnak, hogy legyőzzék a felület részecskékre ható adszorpciós erejét, és így szétválaszthatók legyenek. a tárgy felületéről, ezzel elérve a tisztítás célját. Jelenleg nézeteltérések vannak a lézeres tisztítás mechanizmusát illetően, de a legtöbb mechanizmus ésszerűen megmagyarázhat néhány jelenséget a lézeres tisztítási kísérletekben, amelyek általában magukban foglalják a lézeres párologtatásos bomlást, a lézeres hámlást, a szennyeződés részecskék hőtágulását, az alapfelület vibrációját és a részecskerezgés négy aspektusa; sőt, a lézeres tisztítás gyakran több mechanizmus egyidejű működésének eredménye.
1. ábra A lézeres tisztítás elve
A lézeres tisztítómechanizmus a felületi tapadás és az aljzat termofizikai paraméterei szerint változó méretű. Ha a felületi tapadás és a szubsztrátum anyagának hőfizikai paraméterei jelentősen eltérnek, a lézeres tisztító mechanizmus a következőket tartalmazza: ablációs párologtatás, termikus vibrációs és hősokk mechanizmus, valamint akusztikus törési mechanizmus, például lézertisztító festék és gumiréteg. Amikor a felületi tapadás és a szubsztrátum anyagának hőfizikai paraméterei nem térnek el egymástól, főként ablációs párologtatási mechanizmus működik, például lézeres rozsdaeltávolítás.
Rozsdamentes acél hegesztési felület tisztítási tesztkutatás
Cégem a jármű T4003 rozsdamentes acél karosszériájának hosszú távú tömeggyártása, és a legtöbb rozsdamentes acél karosszéria, rozsdamentes acél anyagok a hegesztésben, a helyi alkatrészek az összeszerelési rés miatt rendkívül rossz, ami nagy hőbevitelt eredményez, különösen akkor, ha kb. 3 mm-es vékony lemez használatakor felületi oxidációhoz vezet a rozsdamentes acél varrat közelében, és visszahegesztéshez, tönkretéve az anyag eredeti passzivációs rétegét, így az anyag korrózióállósága csökken, vagy akár meghibásodik. Egyes rozsdamentes acél megjelenésű termékek nem igényelnek festést vagy átlátszó színű lakkot, a színkülönbség okozta túlzott oxidáció súlyosan befolyásolja a jármű általános szépségét. A rozsdamentes acél hegesztési varrat túloxidációja elsősorban a test külső felületén, például az oldalfalon, az alsó oldalfallemezen és más részeken, különösen az oldalfalon és a végfallemez (végfal keresztszalag) csatlakozó részein fordul elő, amint az a képen látható. 2. ábra.
2. ábra Rozsdamentes acél test külső felülete hegesztési hő által érintett zóna túlzott oxidáció
Az AWS D18.2 szabvány és az AS 1554.6 szabvány ajánlásai szerint a hegesztési varrat és a hőhatás zóna felületén megengedettek világos szalmaszínű oxidok, valamint a 3. ábra 1-3. mintái kék, barna és fekete színűek. oxidok nem felelnek meg a követelményeknek. A hegesztési varratok oxidációja, a rozsdamentes acél test a helyi rozsda vagy egyéb szennyeződések előállítása során és egyéb problémák mellett a projekt célja a lézeres felülettisztító technológia alkalmazásának ellenőrzése a túlzott oxidáció, rozsda és egyéb szennyeződések eltávolítása érdekében a rozsdamentes acél felületén. acél, és a kezelt felület korrózióállósága a vizsgálati módszerrel.
3. ábra Rozsdamentes acél hegesztési és hőhatásos zóna oxidációs elszíneződési mintái (AWS D18.2:2009)
(1) A vizsgálati folyamat 65 W-os kézi lézeres tisztítóeszközt választ, a paraméter beállításával különböző hatások érhetők el, a 4. ábrán különböző paraméterek mellett különböző kezelési hatások láthatók, több teszten keresztül, az ideális felületi állapot, ésszerű paraméter elérése érdekében. a beállítások a következők:
① Lézer teljesítmény: 65W.
② Szpot egybeesés: 1.2.
③ Impulzusszélesség: 30 ~ 240 ns.
④ Impulzusenergia: {{0}}.1~ 0.8mJ, optimális energia 0.1~0.2mJ.
4. ábra Rozsdamentes acél mintafelület tisztítási tesztje
(2) A vizsgálati eredmények képesek voltak eltávolítani az összes oxidréteget a hegesztési varratból és a hőhatás zónából a lézeres tisztítóeszközzel végzett kezelés után a fenti paraméterek mellett, amint azt az 5-7. ábra mutatja.
5. ábra A tompavarratok tisztítása előtti és utáni összehasonlítása
6. ábra A sarokvarratok homloktisztítása előtti és utáni összehasonlítása
7. ábra A sarokvarrat hátsó oldalának tisztítása előtti és utáni összehasonlítása
A fényelnyelési sebesség különbségének kezelt felületi állapotától függően a hullámhossz és egyéb paraméterek beállításával a lézer nemcsak a fémfelületi oxidréteget tudja megtisztítani, hanem gyorsan megtisztítja a rozsdamentes acél felületét is a rozsdától és a festéktől (lásd 8. 9. ábra)
8. ábra Felső oldali gerenda rozsdatisztítása
9. ábra Lakktisztítás
A lézeres felülettisztítás nem csak a hegesztési varrat és a hőhatás zóna oxidrétegét tudja teljesen eltávolítani, hanem egy új passzivációs réteget is képez, amely megakadályozza az újbóli rozsdásodást. Az új passzivációs réteg korrózióállóságának igazolására a korrózióállóság összehasonlító vizsgálatát végeztük természetes és szimulált környezetben. A tesztet két tesztlemez helyi lézeres tisztításával végeztük, amelyeket különböző környezetben tároltunk egy ideig, hogy megfigyeljük a rozsdásodási helyzetet. A korróziós helyzetet a 10. ábra mutatja: Az 1. tesztlemezt 6 hónapig kültéri nyílt környezetben helyezték el, és megfigyelték, hogy a tisztítatlan felületen sok rozsdanyom volt, míg a felület lézeres tisztítás után csak enyhén rozsdásodott. . A 2. tesztlemezt 6 hónapig szobahőmérsékleten beltérben helyeztük el, és megfigyelhető volt, hogy a tisztítatlan felületen megjelenik a természetes oxidációs szín, valamint a lézeres tisztítás után a felületen nem volt megfigyelhető elszíneződés, rozsdásodás, és továbbra is fémes színű volt.
10. ábra Rozsdamentes acéllemez minta képe 6 hónapos tisztítás után
A lézeres felülettisztító technológiával gyorsan eltávolítható a rozsdamentes acél hegesztési varratok és a hő által érintett zóna oxidációs színe, valamint a festék és a rozsda a rozsdamentes acél felületéről; A lézeres felülettisztító technológia új, jó korrózióállóságú passzivációs réteget képezhet; a rozsdamentes acél felületének lézeres tisztítás után nincs nagy színkülönbsége az eredeti felülethez képest.
Ha többet szeretne megtudni az MRJ-Laserről, látogasson el a következő oldalra:
Lézeres tisztítógépek:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Lézeres jelölőgépek:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Lézeres hegesztőgépek:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
