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激光清洗及其典型应用

来源:江苏激光产业创新联盟2020-02-14 我要评论(0 )   

激光天地导读:上世纪60年代,激光被发明。八十年代,激光清洗技术开始出现,近四十年以来,激光清洗技术发展迅猛。在当今的工业

激光天地导读:

上世纪60年代,激光被发明。八十年代,激光清洗技术开始出现,近四十年以来,激光清洗技术发展迅猛。在当今的工业生产及材料科学领域,激光清洗技术更是不可或缺。

激光清洗:激光器发射的光束被需处理表面上的污染物层所吸收。大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体(高度电离的不稳定气体),产生冲击波。冲击波使污染物变成碎片并被剔除。

激光清洗的原理

激光清洗技术,就是利用激光束照射工件表面,使其表面污物、锈迹涂层等剥离或气化,清洁工件表面以达到目的的工艺过程。激光清洗的机理尚无统一明确的定论,比较被认可的是激光的热效应以及振动效应。

激光清洗原理图

1)快速而集中的脉冲(1/10000 second) 以极大的功率(好几十个 Mio. W) 冲击并使表面的残留物气化;

高速脉冲激光扫描清洗表面

2)激光脉冲非常适合对有机物质的清除,例如残留在轮胎模具的污垢;

基体表面物质(漆层、氧化物、残留物等)气化,同时进行残渣清理

3)短时间的冲击不会使金属表面加温,对基材无损伤。

基体表面物质(漆层、氧化物、残留物等)气化,同时进行残渣清理

激光清洗与传统清洗方法的对比

传统共工业清洗存在的缺陷

机械摩擦清洗

◆ 1 ◆

清洁度高,但易损伤基材

化学腐蚀清洗

◆ 2 ◆

无应力作用,但污染严重。

液体固体喷射清洗

◆ 3 ◆

无应力灵活度高,但成本高,废液处理较复杂。

高频超声清洗

◆ 4 ◆

清洗效果好,但清洗尺寸受到限制,且清洗后的工件需干燥

激光清洗优势对比

1

环保优势

幸福?激光清洗是一种“绿色”的清洗方法,不需使用任何化学药剂和清洗液,清洗下来的废料基本上都是固体粉末,体积小,易于存放,可回收,无光化学反应、不会产生污染。可以轻易解决化学清洗带来的环境污染问题。往往一台抽风机即可解决清洗产生的废料问题。

2

效果优势

传统的清洗方法往往是接触式清洗,对清洗物体表面有机械作用力,损伤物体的表面或者清洗的介质附着于被清洗物体的表面,无法去除,产生二次污染,激光清洗的无研磨和非接触性、无热效应不会破坏基底,使这些问题迎刃而解。

3

控制优势

激光可以通过光纤传输,与机器手和机器人相配合,方便地实现远距离操作,能清洗传统方法不易达到的部位,这在一些危险的场所使用可以确保人员的安全。

4

便捷优势

激光清洗能够清除各种材料表面的各种类型的污染物,达到常规清洗无法达到的清洁度。而且还可以在不损伤材料表面的情况下有选择性地清洗材料表面的污染物。

5

成本优势

激光清洗速度快、效率高,节省时间;购买激光清洗系统虽然前期一次性投入较高,但清洗系统可以长期稳定使用,运行成本低,更重要的是可以方便地实现自动化操作。成本计算:单台清洗效率8平米每小时每小时运行成本约5度电费,即清洗成本为4毛钱每平米,除开初始成本,后期4毛钱每平米。

技术优势及用途

技术优势:

● 快速、光洁地清洗或去除表面漆层;

● 准确的清洗和除漆效果;

● 对基材无损伤;

● 成本低;

● 投资回收快;

● 无须喷砂砂粒或化学药剂;

● 设备使用无需架设时间;

● 无噪音;

● 几无维修需求。

激光清洗应用

激光清洗作为一项新的清洗技术,具有环保、高效等诸多优点,是当今激光技术的主要发展方向之一,有着广泛的应用前景,在航空航天、船舶制造、轨道交通、汽车制造、钢铁制造、电子行业、医疗和文物修复等方面已经得到了很好的应用。

航空航天行业

铝合金焊前焊后激光清洗;钛合金焊前焊后激光清洗;飞机雷达图层修复激光清洗

船舶制造行业

船舶制造中焊前焊后激光清洗;涂装前表面激光清洗清理;船舶维护修养

轨道交通行业

不锈钢列车制造激光清洗;铝合金列车制造激光清洗;轨道交通装备维护修养激光清洗

汽车制造行业

镀锌板焊前激光清洗;铝合金焊前焊后激光清洗

钢铁制造行业

钢材表面激光除锈;冷轧板表面激光除锈

电子行业

电子板氧化层清洗;电子元件接头焊前清洗

1

辊刀片激光除油

2

空调机组激光除漆

3

板材激光除漆

4

橡胶模具激光除胶

5

汽车部件激光除氧化层

6

板材激光除陶瓷层

7

火车轮毂除锈

8

发动机过滤网除锈

9

汽车部件除油

10

发动机清洗

11

发动机曲轴清洗

12

火车轨道

摸具清洗Precision mold cleaning

金属表面漆层以及焊接点的清除Selective paint removal for weld inspection

历史文物恢复及保护Historic masonry conservation

激光熔覆

技术优势:

● 可对大、中、小型各种进口、国产机械零件的缺陷进行快速修复;

● 可对各种材质、硬度的基体缺陷进行修复;

● 可熔覆各种金属及碳化钨、陶瓷粉末等非金属材质;

● 可对基体表面进行耐酸、耐碱、耐高温、耐磨损等改性处理。

曲轴磨损部位主要是主轴颈和连杆轴须。磨损后大部分呈椭圆倾斜。用激光熔覆后不仅表面更加光滑,更提高了曲轴的使用寿命。

激光表面再制造技术可以对损坏甚至报废的零件磨损部位恢复尺寸,重新使用,并且修复后的部位寿命更长,长寿命多周期循环使用,大大降低生产成本,对提高企业的经济效益具有积极作用。

关键部件表面通过激光熔覆超耐磨抗蚀合金,可以在零部件表面不变形的情况下提高零部件的使用寿命、缩短制造周期。激光熔覆生产的热障涂层有良好的隔热效果,可以满足高性能航空发动机降低温度梯度、热诱导应力和基体材料服役稳定的要求。

供稿人:罗军

以上图片来源于网络


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激光清洗激光应用

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