La un secol după ce profesorul Theodore Harold Maiman a inventat primul laser rubin din lume, laserele care pot fi folosite în diverse domenii au apărut unul după altul. Aplicarea tehnologiei laser a condus la dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei în domeniile medical, fabricarea de echipamente, măsurarea de precizie și inginerie de remanufactură și a accelerat ritmul progresului social.
În anii 1980, fasciculele laser au fost iradiate pe părțile contaminate ale unor articole, iar substanțele iradiate au suferit o serie de procese fizice și chimice precum vibrația, topirea, evaporarea și arderea. Poluanții de la suprafață s-au desprins în cele din urmă de suprafața articolelor, realizând eliminarea poluanților. De atunci, oamenii au început să studieze curățarea cu laser. După zeci de ani de dezvoltare, tehnologia de curățare cu laser a trecut de la cercetarea de laborator la aplicațiile de producție, iar diverse mașini de curățare cu laser au intrat treptat în rândurile echipamentelor moderne de producție inteligente.
1. Comparație între curățarea cu laser și metodele tradiționale de curățare
Tehnologia de curățare cu laser se referă la utilizarea impulsurilor laser de înaltă frecvență și de înaltă energie pentru a iradia suprafața piesei de prelucrat. Stratul de acoperire și stratul de contaminare pot absorbi instantaneu energia laser focalizată, determinând ca uleiul, rugina sau stratul de pe suprafață să se evapore sau să se dezlipească instantaneu și să îndepărteze rapid și eficient atașamentele de suprafață sau acoperirile de suprafață. Impulsurile laser cu timp de acțiune foarte scurt nu vor deteriora substratul metalic sub parametri corespunzători. Figura 1 prezintă fenomenele microscopice de curățare cu laser sub diferite mecanisme de procesare a gazeificării și fragmentare cu micro-impact.
În comparație cu metodele tradiționale de curățare, curățarea cu laser are câteva avantaje pe care metodele tradiționale de curățare nu le pot obține. Curățarea cu laser este o metodă de curățare fără contact care dăunează puțin substratului. Are o flexibilitate ridicată, stabilitate și caracteristici de automatizare, calitate bună de curățare, precizie ridicată și protecție a mediului. Este un echipament de curățare automatizat „verde”. Tabelul 1 compară diferite metode de curățare.
2. Compoziția sistemului de curățare cu laser
Deși echipamentul de curățare este diferit, componentele principale sunt practic similare, inclusiv sistemul de control al computerului, sistemul laser, sistemul de reglare a fasciculului etc., vezi Figura 2. În plus, sunt incluse și unele echipamente de susținere: cum ar fi sistemul de îndepărtare a prafului și purificare , manipulator, spectrometru de degradare indusă cu laser (LIBS), sistem de poziționare vizuală și sistem de imagistică termică.
În timpul curățării, sistemul computerizat joacă un rol central de comunicare, care controlează laserul și sistemul de reglare a căii optice în același timp. Raza laser este transmisă prin fibră optică și intră în sistemul de reglare a fasciculului. După ce fasciculul este focalizat, diametrul spotului atinge o dimensiune foarte mică și acționează în mod regulat asupra suprafeței piesei de curățare a metalului.
3. Aplicare largă a tehnologiei de curățare cu laser
Curățarea cu laser este utilizată ca proces de curățare în producția industrială, care poate îndepărta eficient rugina, murdăria, vopseaua, depunerile de carbon și diverse acoperiri. A fost utilizat pe scară largă în diverse domenii, cum ar fi aerospațial, vehicule feroviare, microelectronică, protecția relicvelor culturale și tratamentul medical, așa cum se arată în figura
4. Curățare pre-sudare și post-sudare
Tehnologia de curățare cu laser poate fi utilizată pe scară largă în curățarea pre-sudare și post-sudare a materialelor metalice, cum ar fi aliajele de aluminiu, aliajele de titan, oțelul inoxidabil și aliajele de temperatură înaltă, care pot preveni eficient generarea de defecte, cum ar fi incluziuni și pori. După sudare, poate fi folosit și pentru curățarea prin oxidare post-sudare, astfel încât stratul de oxid generat în timpul procesului de sudare să poată fi îndepărtat din nou pentru a restabili luciul metalic.
Tehnologia de curățare cu laser a fost folosită pentru a curăța local pelicula de oxid anodic din aliaj de aluminiu, iar placa de testare a sudură curățată a fost sudată cap la cap. Calitatea sudurii a fost evaluată prin detecție cu raze X, iar structura metalografică a fost observată și analizată. Efectul îndepărtării peliculei de oxid asupra performanței sudurii a fost testat printr-un test de tracțiune la temperatura camerei. După cum se arată în Figura 4, rezultatele arată că filmul de oxid anodic a fost curățat temeinic, rezistența la tracțiune a îmbinării din aliaj de aluminiu curățată cu laser a fost de 298 ~ 303 MPa, iar alungirea la rupere a fost de 6,2% ~ 6,5%. Gama de performanță a sudurii curățate cu laser a fost în concordanță cu cea a sudurii răzuite mecanic. Th
