Лазерното почистване премахва ръждата и подобрява устойчивостта на окисление
Nov 24, 2023
Лазерното отстраняване на ръжда използва лазер за премахване на ръждата и ръждата незабавно се нагрява и изпарява, за да постигне целта на отстраняване на ръжда. В сравнение с традиционния процес за отстраняване на ръжда, лазерното отстраняване на ръжда може не само да премахне ръждата, но и „случайно“ да подобри свойствата на материала, като подобряване на устойчивостта на окисление, твърдостта, грапавостта, пасивацията и т.н., стига параметрите на лазера да са зададени достатъчно С прецизност тази специфична цел може да бъде постигната.
При лазерното отстраняване на ръжда плътността на лазерната енергия е много важен параметър. Колкото по-висока е енергийната плътност на лазера, толкова по-висока температура се достига моментално. Тъй като плътността на лазерната енергия се увеличава, стойността, която достига нивото на отстраняване на ръждата, се нарича праг на почистване. Стойността, която достига нивото на отстраняване на ръждата, се нарича праг на почистване. Стойността, която уврежда основния метал, се нарича праг на повреда. При операции по лазерно почистване, плътността на лазерната енергия трябва да бъде по-голяма от прага на почистване и по-малка от прага на повреда, така че ръждата да може да бъде отстранена, без да се повреди основния метал. Оптималната стойност е 80% от прага на увреждане, което може да постигне най-добрия ефект на премахване на ръжда и най-висока ефективност на отстраняване на ръжда. Ако искате да подобрите други свойства на металните материали, плътността на лазерната енергия трябва да бъде между 0,8 пъти и 1,2 пъти прага на увреждане.
Точката на топене на въглеродната стомана е 1470 градуса. Когато достигне 1300 градуса, повърхността на въглеродната стомана ще стане решетка и ще образува плътен оксиден слой. Това е равномерна, малка дебелина, клетъчна дендритна структура "обшивка", която може да подобри устойчивостта на корозия и устойчивостта на окисляване на повърхности от въглеродна стомана, което е много важно в действителното промишлено производство. Той може ефективно да защити металната матрица, да намали скоростта на ръжда и да подобри механичните свойства в същото време.
Направихме експеримент, използвайки a100-ватова лазерна почистваща машиназа отстраняване на оксиди от повърхността на алуминиеви сплави и подобряване на устойчивостта на окисление на метала. Диаметърът на лазерното петно е 70 um, а плътността на лазерната енергия е 1,1 пъти прага на увреждане. След експерименталната операция SEM беше използван за наблюдение на състоянието след отстраняване на ръждата и беше установено, че на повърхността са генерирани микро-нано структури. Тази структура има известно влияние върху хидрофобността, грапавостта и степента на светлинна абсорбция на материала. В сравнение с оригиналния материал:
1. Хидрофобността намалява и при различни параметри хидрофобността се променя значително.
2. Подобрени механични свойства и подобрена устойчивост на деформация на натиск.
3. Повишена грапавост. Чрез задаване на параметрите на лазера можем да получим грапавостта, която желаем, и се установява, че грапавостта на металната повърхност е тясно свързана със скоростта на сканиране. Колкото по-висока е скоростта на сканиране, толкова по-ниска е грапавостта.
4. Степента на поглъщане на светлина се увеличава значително, тъй като металната повърхност губи своя метален блясък, намалява светлината, отразена върху металната повърхност, и абсорбира повече светлина.
Ръждата е слой от пореста структура. Влагата и кислородът непрекъснато ще проникват в основата и ще причинят по-нататъшна корозия, което води до "ефекта на Матю" на корозията. Корозията ще се ускори на места с лека корозия. След корозия механичните свойства ще бъдат значително намалени, което лесно може да причини злополуки. Ако антиокислителните свойства на металната повърхност се подобрят и се добави слой боя, вероятността от ръжда може да бъде значително намалена. В сравнение с традиционното пясъкоструйно отстраняване на ръжда и химическото ецване на ръждата, лазерното отстраняване на ръжда може не само да премахне ръждата, но между другото и да добави „защитно покритие“. От гледна точка на ефективността на отстраняване на ръжда, лазерното отстраняване на ръжда вече може да достигне максимум 60 квадратни метра/час, което е подобно на ефективността на пясъкоструйното отстраняване на ръжда, но не е достатъчно високо. От гледна точка на разходите, лазерното отстраняване на ръжда изисква еднократно закупуване на машината, което струва повече на по-късен етап. Има по-малко консумативи, а цената на еднократно отстраняване на ръжда е приблизително същата или дори по-ниска от тази на пясъкоструенето. Няма проблеми в опазването на околната среда и е лесно да се реализира автоматизация на роботи. При отстраняване на ръжда на голяма площ изчислете разходите за опазване на околната среда и разходите за труд. Лазерно отстраняване Цената на ръждата е надминала другите методи за премахване на ръжда.
