Через століття після того, як професор Теодор Гарольд Майман винайшов перший у світі рубіновий лазер, один за одним з’явилися лазери, які можна використовувати в різних сферах. Застосування лазерної технології призвело до стрімкого розвитку науки і техніки в галузі медицини, виробництва обладнання, точного вимірювання та відновлення техніки, а також прискорило темпи соціального прогресу.
У 1980-х роках лазерні промені опромінювали забруднені частини деяких предметів, і опромінені речовини піддавалися ряду фізичних і хімічних процесів, таких як вібрація, плавлення, випаровування та горіння. Забруднювачі на поверхні зрештою відокремлюються від поверхні предметів, досягаючи видалення забруднюючих речовин. З тих пір люди почали вивчати лазерну чистку. Після десятиліть розвитку технологія лазерного очищення перейшла від лабораторних досліджень до виробничих застосувань, і різні лазерні очисні машини поступово увійшли до рядів сучасного інтелектуального виробничого обладнання.
1. Порівняння лазерної чистки та традиційних методів чищення
Технологія лазерного очищення стосується використання високочастотних і високоенергетичних лазерних імпульсів для опромінення поверхні заготовки. Шар покриття та шар забруднення можуть миттєво поглинати сфокусовану лазерну енергію, змушуючи масло, іржу чи покриття на поверхні випаровуватися або миттєво відшаровуватися, а також швидко й ефективно видаляти поверхневі кріплення або поверхневі покриття. Лазерні імпульси з дуже коротким часом дії не пошкодять металеву підкладку за відповідних параметрів. На малюнку 1 показано мікроскопічні явища лазерного очищення за різних механізмів обробки газифікації та фрагментації мікроудару.
Порівняно з традиційними методами очищення, лазерне очищення має ряд переваг, яких традиційні методи очищення не можуть досягти. Лазерне очищення - це безконтактний метод очищення, який не завдає шкоди підкладці. Він має високу гнучкість, стабільність і характеристики автоматизації, хорошу якість очищення, високу точність і захист навколишнього середовища. Це «зелене» автоматизоване очисне обладнання. У таблиці 1 порівнюються різні методи очищення.
2. Склад системи лазерного очищення
Хоча очисне обладнання відрізняється, основні компоненти в основному схожі, включаючи комп’ютерну систему керування, лазерну систему, систему регулювання променя тощо, див. рис. 2. Крім того, також включено деяке допоміжне обладнання, наприклад система видалення пилу та очищення. , маніпулятор, спектрометр лазерного пробою (LIBS), система візуального позиціонування та тепловізійна система.
Під час очищення комп’ютерна система відіграє основну комунікаційну роль, яка одночасно керує лазером і системою регулювання оптичного шляху. Лазерний промінь передається по оптоволокну і потрапляє в систему регулювання променя. Після того, як промінь сфокусований, діаметр плями досягає дуже малого розміру і регулярно діє на поверхню металевої заготовки для очищення.
3. Широке застосування технології лазерного очищення
Лазерне очищення використовується як процес очищення в промисловому виробництві, який може ефективно видалити іржу, бруд, фарбу, нагар і різні покриття. Він широко використовується в різних галузях, таких як аерокосмічна промисловість, залізничний транспорт, мікроелектроніка, захист культурних реліквій і лікування, як показано на малюнку.
4. Очищення перед зварюванням і після зварювання
Технологія лазерного очищення може бути широко використана для очищення перед зварюванням і після зварювання металевих матеріалів, таких як алюмінієві сплави, титанові сплави, нержавіюча сталь і високотемпературні сплави, що може ефективно запобігати утворенню дефектів, таких як включення та пори. Після зварювання його також можна використовувати для очищення від окислення після зварювання, щоб оксидний шар, утворений під час процесу зварювання, можна було знову видалити для відновлення металевого блиску.
Технологія лазерного очищення була використана для локального очищення анодної оксидної плівки алюмінієвого сплаву, а очищену тестову пластину для зварювання було зварено встик. Якість зварного шва оцінювали за допомогою рентгенівського детектування, а металографічну структуру спостерігали та аналізували. Вплив видалення оксидної плівки на характеристики зварювання перевіряли за допомогою випробування на розтяг при кімнатній температурі. Як показано на малюнку 4, результати показують, що анодну оксидну плівку було ретельно очищено, міцність на розрив з’єднання алюмінієвого сплаву, очищеного лазером, становила 298~303 МПа, а відносне подовження при розриві становило 6,2%~6,5%. Діапазон продуктивності зварного шва, очищеного лазером, відповідав діапазону продуктивності зварного шва, очищеного механічним способом. чт
