Nerūsējošā tērauda virsmas lāzera tīrīšanas tehnoloģijas izpēte
Šis dokuments iepazīstina ar lāzera tīrīšanas tehnoloģijas koncepciju un pamatprincipu, un tajā tiek izmantota eksperimentālā metode, lai izpētītu nerūsējošā tērauda virsmas lāzera tīrīšanas efektu. Tests liecina, ka lāzera virsmas tīrīšanas tehnoloģija var ātri noņemt nerūsējošā tērauda metinājumu un siltuma ietekmētās zonas oksidācijas krāsu, kā arī krāsu un rūsu uz nerūsējošā tērauda virsmas un var veidot jaunu pasivācijas slāni.
Lāzera tīrīšanas tehnoloģijas pamatprincips
Lāzera tīrīšanas tehnoloģija attiecas uz augstas enerģijas lāzera staru apstarošanas darba virsmas izmantošanu, lai netīrumu virsma, rūsas plankumi vai pārklājumi notiktu momentāni iztvaikojot vai noņemot noņemšanu, ātrdarbīgi efektīvi noņemot tīrīšanas objekta virsmas saķeri vai virsmas pārklājumu, lai panāktu tīru procesu.
Lāzerus kopā ar elektronu stariem un jonu stariem kopā sauc par augstas enerģijas stariem. Kopīgā iezīme ir tā, ka sijas nes lielu enerģiju, lai pārraidītu kosmosā. Fokusējoties, apstarošanu ar jaudas blīvumu 104-1015W/cm² var iegūt netālu no fokusa punkta, kas ir siltuma avots ar visaugstāko intensitāti. . Lāzeram piemīt augstas spilgtuma, augstas tiešuma, augstas monohromatiskuma un augstas saskaņotības īpašības, kuras nav salīdzināmas ar parastajiem gaismas avotiem. Izmantojot lāzera augsto spilgtumu, pēc tam, kad objektīvs ir koncentrējies, fokusa tuvumā var rasties tūkstošiem vai pat desmitiem tūkstošu grādu temperatūra. Lāzera augstā tiešums ļauj lāzeru efektīvi pārraidīt lielos attālumos. Lāzera monohromatiskums ir ārkārtīgi augsts, un viļņa garums ir viens, kas veicina fokusēšanos un viļņa garuma izvēli. Lāzera izstarotā lāzera gaisma tiek pārraidīta no optiskās šķiedras uz fokusēšanas lēcu, un pēc fokusēšanas tā sasniedz sagataves virsmu, kas jātīra no sprauslas iekšējā cauruma. Parasti tiek izmantota sprausla, izmantojot nelielu atveres sprauslu, kas koaksiāla ar lāzeru, lai pūstu gāzi zem spiediena tīrīšanas zonā. Gāzi nodrošina papildu gāzes avots, un tās galvenā funkcija ir novērst lēcas piesārņošanu ar šļakatām un dūmiem, kā arī attīrīt sagataves virsmu un stiprināt lāzera un materiāla termisko efektu.
Kā parādīts 1. attēlā, pēc lāzera enerģijas absorbcijas piesārņotāji uz objekta virsmas tiek vai nu iztvaicēti un iztvaikoti, vai arī uzreiz tiek uzkarsēti un paplašināti, lai pārvarētu virsmas adsorbcijas spēku uz daļiņām, lai tos varētu atdalīt no objekta virsmas, tādējādi sasniedzot tīrīšanas mērķi. Pašlaik pastāv dažas domstarpības par lāzera tīrīšanas mehānismu, taču lielākā daļa mehānismu var pamatoti izskaidrot dažas parādības lāzera tīrīšanas eksperimentos, kas parasti ietver lāzera iztvaikošanas sadalīšanos, lāzera pīlingu, netīrumu daļiņu termisko izplešanos, substrāta virsmas vibrāciju un Ir četri daļiņu vibrācijas aspekti; turklāt lāzera tīrīšana bieži ir vairāku mehānismu vienlaicīgas darbības rezultāts.
1. attēls Lāzera tīrīšanas princips
Lāzera tīrīšanas mehānisms atbilstoši virsmas saķerei un substrāta termofiziskajiem parametriem atšķiras pēc izmēra. Ja virsmas saķere un substrāta materiāla termofiziskie parametri ievērojami atšķiras, lāzera tīrīšanas mehānisms ietver: ablācijas iztvaikošanu, termiskās vibrācijas un termiskā trieciena mehānismu un akustisko satricināšanas mehānismu, piemēram, lāzera tīrīšanas krāsu un gumijas slāni. Ja virsmas saķere un substrāta materiāla termofiziskie parametri neatšķiras, galvenokārt ablācijas iztvaikošanas mehānisms darbībā, piemēram, lāzera rūsas noņemšana.
Nerūsējošā tērauda metināšanas virsmas tīrīšanas testa izpēte
Mana uzņēmuma ilgtermiņa T4003 nerūsējošā tērauda virsbūves masveida ražošana, un lielākā daļa nerūsējošā tērauda korpusa, nerūsējošā tērauda materiālu metināšanā, vietējās detaļas montāžas spraugas dēļ ir ļoti sliktas, kā rezultātā rodas liela siltuma ievade, it īpaši, ja tiek izmantota plāna plāksne aptuveni 3 mm, novedīs pie virsmas oksidēšanās pie nerūsējošā tērauda metināšanas un metināšanas atpakaļ, iznīcinot materiāla sākotnējo pasivācijas slāni, lai materiāla izturība pret koroziju tiktu samazināta vai pat atteices. Dažiem nerūsējošā tērauda izskata izstrādājumiem nav nepieciešama caurspīdīgas krāsas lakas krāsošana vai krāsošana, pārmērīga oksidēšanās, ko izraisa krāsu atšķirība, nopietni ietekmēs transportlīdzekļa kopējo skaistumu. Nerūsējošā tērauda metināšanas pārmērīga oksidēšanās galvenokārt notiek uz ķermeņa ārējās virsmas, piemēram, sānu sienas, apakšējās sānu sienas plāksnes un citām daļām, jo īpaši sānu sienas un gala sienas plāksnes (gala sienas šķērsjoslas) savienojuma daļām, kā parādīts 2. attēlā.
2. attēls Nerūsējošā tērauda virsbūves ārējā virsma metināšanas siltums ietekmētā zona pārmērīga oksidēšanās
Saskaņā ar AWS D18.2 standarta un AS 1554.6 standarta ieteikumiem metināšanas un siltuma skartās zonas virsmai ir pieļaujami gaiši salmu krāsas oksīdi, un paraugi 1~ 3. attēlā, zilie, brūnie un melnie oksīdi neatbilst prasībām. Papildus metināšanas oksidācijai, nerūsējošā tērauda korpusam vietējās rūsas vai citu piesārņotāju ražošanā un citām problēmām projekta mērķis ir pārbaudīt lāzera virsmas tīrīšanas tehnoloģijas izmantošanu, lai atbrīvotos no pārmērīgas oksidācijas un rūsas un citiem piemaisījumiem uz nerūsējošā tērauda virsmas, kā arī apstrādātās virsmas izturību pret koroziju, izmantojot testēšanas metodi.
3. attēls Nerūsējošā tērauda metināšanas un siltuma ietekmētās zonas oksidācijas krāsas maiņas paraugi (AWS D18.2:2009)
(1) Testa procesā tiek izvēlēta 65 W rokas lāzera tīrīšanas ierīce, pielāgojot parametrus, var iegūt dažādus efektus, var iegūt dažādus efektus, dažādus apstrādes efektus ar dažādiem parametriem, kas parādīti 4. attēlā, veicot vairākus testus, lai sasniegtu ideālu virsmas stāvokli, saprātīgi parametru iestatījumi ir šādi:
(1) Lāzera jauda: 65W.
(2) Vietas sakritība: 1.2.
(3) Pulsa platums: 30 ~240ns.
(4) Impulsa enerģija: 0.1 ~ 0.8mJ, optimālā enerģija 0.1 ~ 0.2mJ.
4. attēls Nerūsējošā tērauda parauga virsmas tīrīšanas tests
(2) Testa rezultāti spēja noņemt visu oksīda slāni no metināšanas un siltuma skartās zonas pēc apstrādes ar lāzera tīrīšanas ierīci saskaņā ar iepriekš minētajiem parametriem, kā parādīts 5. attēlā ~ 7. attēlā.
5. attēls Muca metinājumu tīrīšanas pirms un pēc tīrīšanas salīdzinājums
6. attēls Filejas metinājumu pirms un pēc frontālās tīrīšanas salīdzinājums
7. attēls Filejas metināšanas aizmugurējās puses pirms un pēc tīrīšanas salīdzinājums
Saskaņā ar apstrādāto virsmas stāvokli gaismas absorbcijas ātruma atšķirībā, pielāgojot viļņa garumu un citus parametrus, lāzers var ne tikai notīrīt metāla virsmas oksīda slāni, bet arī ātri notīrīt nerūsējošā tērauda virsmas rūsu un krāsu (sk. 8. attēlu ~ 9. attēlu)
8. attēls Augšējās puses sijas rūsas tīrīšana
9. attēls Laku tīrīšana
Lāzera virsmas tīrīšana var ne tikai pilnībā noņemt metināšanas un siltuma skartās zonas oksīda slāni, bet arī veidot jaunu pasivācijas slāni, lai novērstu atkārtotu rūsēšanu. Lai pārbaudītu jaunā pasivācijas slāņa izturību pret koroziju, tika veikts korozijizturības salīdzināšanas tests dabiskā un simulētā vidē. Tests tika veikts, lokāli tīrot divas testa plāksnes, kuras kādu laiku tika uzglabātas dažādās vidēs, lai novērotu rūsēšanas situāciju. Korozijas situācija ir parādīta 10. attēlā: 1. testa plāksne tika novietota āra atklātā vidē 6 mēnešus, un tika novērots, ka uz neiztīrītās virsmas bija daudz rūsas pēdu, savukārt pēc lāzera tīrīšanas virsma bija tikai nedaudz sarūsējusi. 2. testa plāksne tika novietota telpās istabas temperatūrā 6 mēnešus, un tika novērots, ka uz neattīrītās virsmas parādījās dabiskā oksidācijas krāsa, un pēc lāzera tīrīšanas uz virsmas netika novērotas krāsas izmaiņas vai rūsēšana, un tā joprojām bija metāliska krāsa.
10 Nerūsējošā tērauda plāksnes parauga attēls pēc tīrīšanas 6 mēnešus
Lāzera virsmas tīrīšanas tehnoloģija var ātri noņemt nerūsējošā tērauda metināšanas un siltuma ietekmētās zonas oksidācijas krāsu, kā arī krāsu un rūsu uz nerūsējošā tērauda virsmas; lāzera virsmas tīrīšanas tehnoloģija var veidot jaunu pasivācijas slāni ar labu izturību pret koroziju; nerūsējošā tērauda virsmai pēc lāzera tīrīšanas nav lielas krāsu atšķirības ar sākotnējo virsmu.
Ja vēlaties uzzināt vairāk informācijas par MRJ-Laser, lūdzu, apmeklējiet:
Lāzera tīrīšanas mašīnas:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Lāzera marķēšanas mašīnas:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Lāzera metināšanas iekārtas:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
