Ett sekel efter att professor Theodore Harold Maiman uppfann världens första rubinlaser har lasrar som kan användas inom olika områden dykt upp en efter en. Tillämpningen av laserteknik har lett till den snabba utvecklingen av vetenskap och teknik inom områdena medicin, utrustningstillverkning, precisionsmätning och återtillverkningsteknik, och har accelererat takten i sociala framsteg.
På 1980-talet bestrålades laserstrålar på de förorenade delarna av vissa föremål, och de bestrålade ämnena genomgick en rad fysikaliska och kemiska processer som vibrationer, smältning, förångning och förbränning. Föroreningarna på ytan lossnade så småningom från föremålens yta, vilket gjorde att föroreningarna avlägsnades. Sedan dess har man börjat studera laserrengöring. Efter decennier av utveckling har laserrengöringstekniken flyttats från laboratorieforskning till tillverkningsapplikationer, och olika laserrengöringsmaskiner har gradvis kommit in i raden av modern intelligent tillverkningsutrustning.
1. Jämförelse av laserrengöring och traditionella rengöringsmetoder
Laserrengöringsteknik hänvisar till användningen av högfrekventa och högenergilaserpulser för att bestråla arbetsstyckets yta. Beläggningsskiktet och föroreningsskiktet kan omedelbart absorbera den fokuserade laserenergin, vilket får oljan, rosten eller beläggningen på ytan att avdunsta eller lossna omedelbart, och snabbt och effektivt avlägsna ytfästen eller ytbeläggningar. Laserpulser med mycket kort verkanstid kommer inte att skada metallsubstratet under lämpliga parametrar. Figur 1 visar de mikroskopiska fenomenen med laserrengöring under olika mekanismer för förgasningsbearbetning och mikropåverkansfragmentering.
Jämfört med traditionella rengöringsmetoder har laserrengöring vissa fördelar som traditionella rengöringsmetoder inte kan uppnå. Laserrengöring är en beröringsfri rengöringsmetod som orsakar liten skada på underlaget. Den har hög flexibilitet, stabilitet och automatiseringsegenskaper, bra rengöringskvalitet, hög precision och miljöskydd. Det är en "grön" automatiserad rengöringsutrustning. Tabell 1 jämför olika rengöringsmetoder.
2. Sammansättning av laserrengöringssystem
Även om rengöringsutrustningen är olika, är huvudkomponenterna i princip lika, inklusive datorstyrningssystem, lasersystem, stråljusteringssystem, etc., se figur 2. Dessutom ingår även viss stödutrustning: såsom dammborttagning och reningssystem , manipulator, laserinducerad nedbrytningsspektrometer (LIBS), visuellt positioneringssystem och termiskt avbildningssystem.
Under rengöringen spelar datorsystemet en central kommunikationsroll, som styr lasern och det optiska vägjusteringssystemet samtidigt. Laserstrålen sänds av optisk fiber och går in i stråljusteringssystemet. Efter att strålen har fokuserats når punktdiametern en mycket liten storlek och verkar regelbundet på ytan av metallrengöringsarbetsstycket.
3. Bred tillämpning av laserrengöringsteknik
Laserrengöring används som en rengöringsprocess i industriell produktion, som effektivt kan ta bort rost, smuts, färg, kolavlagringar och olika beläggningar. Det har använts i stor utsträckning inom olika områden som flyg, järnvägsfordon, mikroelektronik, skydd av kulturlämningar och medicinsk behandling, som visas i figur
4. Rengöring före svetsning och eftersvetsning
Laserrengöringsteknik kan användas i stor utsträckning vid försvetsning och eftersvetsning av metallmaterial som aluminiumlegeringar, titanlegeringar, rostfritt stål och högtemperaturlegeringar, vilket effektivt kan förhindra generering av defekter som inneslutningar och porer. Efter svetsning kan den även användas för oxidationsrengöring efter svetsning, så att oxidskiktet som genereras under svetsprocessen kan tas bort igen för att återställa den metalliska lystern.
Laserrengöringstekniken användes för att lokalt rengöra den anodiska oxidfilmen av aluminiumlegering, och den rengjorda svetstestplattan stumsvetsades. Svetskvaliteten utvärderades genom röntgendetektion och den metallografiska strukturen observerades och analyserades. Effekten av att ta bort oxidfilmen på svetsprestandan testades genom ett dragprov vid rumstemperatur. Som visas i figur 4 visar resultaten att den anodiska oxidfilmen rengjordes noggrant, draghållfastheten hos aluminiumlegeringsfogen som rengjordes med laser var 298~303 MPa, och dragtöjningen vid brott var 6,2%~6,5%. Prestandaområdet för den laserrengjorda svetsen överensstämde med den för den mekaniskt skrapade svetsen. Th
