在 Theodore Harold Maiman 教授发明世界上第一台红宝石激光器一个世纪后,激光器逐渐出现,可用于许多不同的领域。激光技术的应用促进了机械加工、装备制造、精密测量与复制技术等领域科学技术的快速发展,加快了社会发展步伐。
在 1980 年代,当用激光束照射某些物体的污染区域时,被照射的材料经历了许多物理和化学过程,如振动、溶解、蒸发和燃烧,最终将表面污染物与表面分离。去除污染物的产品。从此,人们开始了激光清洗。经过几十年的发展,激光清洗技术已经从实验室研究走向制造应用,各种激光清洗机也逐渐开始生产现代智能设备。
一、激光清洗与传统清洗方式的比较
激光清洗技术使用高频、高能激光脉冲照射零件表面。曝光时间非常短的激光脉冲在正确的参数下不会损坏金属基板。显示了使用不同气化方法和微冲击破坏机制进行激光清洁的微观现象。
与传统清洗方式相比,激光清洗具有一些传统清洗方式无法比拟的优势。激光清洗是非接触式清洗,对基板损伤小,灵活性高,稳定性好,自动化能力强,清洗质量好,精度高,环保,“绿色”自动清洗。
1.配置激光清洗系统
清洗设备虽然不同,但基本部件大体相同,包括计算机控制系统、激光系统、光束调节系统等。照片。 2.还包括一些辅助设备,如除尘和清洁。系统、机械手、激光分解光谱仪(LIBS)、成像系统和热成像系统。
清洁中的一项重要通信功能由同时控制激光器和树形路径管理系统的计算机系统执行。激光束通过光纤发送并进入光束补偿系统。当光束聚焦时,点直径非常小,均匀地影响要清洁的金属零件的表面。
2.激光清洗技术是最常用的
激光清洗作为工业生产的一种清洗方法,有效去除铁锈、污渍、油漆、积碳和各种涂层。目前广泛应用于航空、铁路、微电子、文物保护与治理等多个领域。
3.焊接前后的清洁
激光清洗技术可广泛用于铝合金、钛合金、不锈钢、高温合金等金属材料的焊前和焊后,可有效防止嵌件、气孔等缺陷。焊后也可用于焊后氧化清洗,去除焊接过程中形成的氧化层,恢复金属光泽。
用激光对铝合金的阳极氧化膜进行局部清洗,将清洗后的焊板进行对焊。通过 X 射线检查焊缝质量,并使用金相组织进行观察和分析。检验氧化膜去除对焊缝质量的影响的试验。如图4所示,结果表明阳极二氧化膜被彻底清洗,激光清洗铝合金接头的抗拉强度为298-303 MPa,断裂伸长率为6.2-6.5%。机械焊接范围恒定,焊接过程中的熔池干净。
在焊接之前,钛合金通过激光焊接进行预处理。激光清洗后,钛合金表面的氧化膜和污垢可以完全去除,焊接质量优良,无焊接缺陷。在里面形成。可以看出,激光清洗技术与传统的焊接技术相比。样品前处理工艺可有效提高焊缝质量。激光清洗技术在工业上的应用大大提高了脱碳效果和焊接工艺质量。能有效去除各种基材表面的积碳,减少焊接缺陷,提高材料的可焊性。节省贵公司的生产成本,提高贵公司的生产效率。
用于去除航空航天工业中的油漆。
在航空航天领域,美国研究人员提出并研究了使用激光去除军用飞机上的油漆,这种方法已成功用于去除战斗机上的 F16 油漆。近年来,当地公司和机构的研究人员也开始研究变色的影响,并进行激光皮肤模拟飞行试验。实验表明,通过智能工艺参数,可以有效去除飞机表面的漆膜而不损坏表面。
此外,研究人员还对烘烤后的材料进行了多项性能测试。结果表明,当飞机表面被撕开时,其抗拉强度、抗疲劳性和维氏硬度没有变化,抗腐蚀性能有所提高。以上事实足以证明激光清洗技术已广泛应用于飞机和火车的蒙皮。
此外,在弹药维修生产领域进行激光清洗,可以提高装备维修效率,减少武器弹药表面氧化,为弹药效率提供可靠保障。军队。
其他领域的应用
在其他生产领域,机械设备使用时间长,零件和总成表面积聚了大量油污、油漆残留物、铁锈和积碳。用激光技术清洗工业设备的耐用螺栓和轮拱后,扫描电镜检查和测试表明,钢接头上的原始镀锌涂层完好无损,但只是没有油。去除表面等污染物,清洗前后效果明显。
在我国,激光清洗作为近年来的新热点,由于近年来对环境要求的提高,克服了传统清洗方式的技术障碍。激光清洗有半自动、全自动或手动两种,应用范围广泛。激光清洗适用于许多行业。焊后清洗、锁具抛光、杯子清洗、复合纹理清洗和机场胶清洗是近年来的热门研究领域。
我国制造业目前虽然很大,但效率低或先进,缺乏核技术,尤其是地表技术。现代先进制造的发展需要基础和先进制造工艺等表面处理方法的增加和改进。
作为现代环保清洗技术,激光清洗技术是新时代工业产品的发展,具有省时省力、不可替代的基础和绿色环境等优点。据统计,2018年全球清洁市场规模达5.89亿。到 2023 年,这一数字预计将上升到 7.24 亿。丹麦克朗。很明显,激光清洗技术的引入将为经济带来巨大的收益。
与西方国家相比,我国先进的激光清洗技术和设备的生产水平更低,激光清洗技术在我国的使用也比较少,不能做到完美。它取代了传统的清洁过程。短期内研制合适的激光清洗设备及其实用化和工业化实施是我国科技人员面临的重大挑战,对高新技术产业的发展具有十分重要的意义。
钢具有强度高、硬度好、工艺性能优良、易于处理等特点,可广泛用于工业生产。但钢的特性是腐蚀性强,耐火性低,导致在加工过程中形成氧化物、锈蚀等,降低了金属的质量,阻碍了进一步的加工。
激光清洗是近年来发展起来的一种新的清洗方法,它利用脉冲激光振动、热粒子膨胀、光解或分子相变等多种方式相结合,提高污垢之间的结合强度。和基板的表面。 ..去除表面污垢并达到清洁目标。
激光清洗技术的优点是清洗力好、控制精度高、操作系统范围广、维护成本低、环境友好。它对传统的清洗方式进行了调整和扩展,进行了修改和改进,可以满足常规清洗的需要。