Valymas lazeriu pašalina rūdis ir pagerina atsparumą oksidacijai
Nov 24, 2023
Rūdžių šalinimas lazeriu rūdžių šalinimui naudojamas lazeris, o rūdys akimirksniu įkaista ir išgaruoja, kad pasiektų rūdžių pašalinimo tikslą. Palyginti su tradiciniu rūdžių šalinimo procesu, lazerinis rūdžių šalinimas gali ne tik pašalinti rūdis, bet ir „netyčia“ pagerinti medžiagos savybes, tokias kaip atsparumas oksidacijai, kietumas, šiurkštumas, pasyvumas ir kt., jei lazerio parametrai yra pakankamai nustatyti. Tiksliai šį konkretų tikslą galima pasiekti.
Lazeriu šalinant rūdis, lazerio energijos tankis yra labai svarbus parametras. Kuo didesnis lazerio energijos tankis, tuo aukštesnė temperatūra pasiekiama akimirksniu. Didėjant lazerio energijos tankiui, vertė, kuri tik pasiekia rūdžių pašalinimo lygį, vadinama valymo slenksčiu. Vertė, kuri tik pasiekia rūdžių pašalinimo lygį, vadinama valymo slenksčiu. Vertė, kuri pažeidžia netauriuosius metalus, vadinama žalos slenksčiu. Valant lazeriu lazerio energijos tankis turi būti didesnis už valymo slenkstį ir mažesnis už pažeidimo slenkstį, kad būtų galima pašalinti rūdis nepažeidžiant netauriojo metalo. Optimali vertė yra 80 % žalos slenksčio, todėl galima pasiekti geriausią rūdžių pašalinimo efektą ir didžiausią rūdžių pašalinimo efektyvumą. Jei norite pagerinti kitas metalinių medžiagų savybes, lazerio energijos tankis turi būti nuo 0,8 iki 1,2 karto didesnis už pažeidimo slenkstį.
Anglies plieno lydymosi temperatūra yra 1470 laipsnių. Kai jis pasiekia 1300 laipsnių, anglinio plieno paviršius susisluoksniuos ir suformuos tankų oksido sluoksnį. Tai vienoda, mažo storio, ląstelinės dendritinės struktūros „apkala“, galinti pagerinti anglinio plieno paviršių atsparumą korozijai ir atsparumą oksidacijai, o tai labai svarbu faktinėje pramoninėje gamyboje. Jis gali veiksmingai apsaugoti metalinę matricą, sumažinti rūdžių greitį ir tuo pačiu pagerinti mechanines savybes.
Atlikome eksperimentą, naudodami a100-vatų lazerinio valymo mašinapašalinti oksidus nuo aliuminio lydinių paviršiaus ir pagerinti metalo atsparumą oksidacijai. Lazerio taško skersmuo yra 70 um, o lazerio energijos tankis yra 1,1 karto didesnis už žalos slenkstį. Po eksperimentinės operacijos SEM buvo naudojamas būklei po rūdžių pašalinimo stebėti ir buvo nustatyta, kad paviršiuje susidarė mikro-nano struktūros. Ši struktūra turi tam tikrą įtaką medžiagos hidrofobiškumui, šiurkštumui ir šviesos sugerties greičiui. Palyginti su originalia medžiaga:
1. Hidrofobiškumas mažėja, o esant skirtingiems parametrams, hidrofobiškumas labai kinta.
2. Patobulintos mechaninės savybės ir pagerintas atsparumas gniuždymo deformacijai.
3. Padidėjęs šiurkštumas. Nustačius lazerio parametrus galime gauti norimą šiurkštumą ir nustatyta, kad metalo paviršiaus šiurkštumas yra glaudžiai susijęs su skenavimo greičiu. Kuo didesnis nuskaitymo greitis, tuo mažesnis šiurkštumas.
4. Šviesos sugerties greitis labai padidėja, nes metalinis paviršius praranda metalinį blizgesį, sumažina ant metalinio paviršiaus atsispindinčią šviesą ir sugeria daugiau šviesos.
Rūdys yra porėtos struktūros sluoksnis. Drėgmė ir deguonis nuolat prasiskverbs į pagrindą ir sukels tolesnę koroziją, sukeldami korozijos „Mato efektą“. Nedidelės korozijos vietose korozija paspartės. Po korozijos labai sumažės mechaninės savybės, o tai gali lengvai sukelti nelaimingus atsitikimus. Pagerinus metalo paviršiaus antioksidacines savybes ir uždėjus dažų sluoksnį, rūdžių atsiradimo tikimybę galima labai sumažinti. Palyginti su tradiciniu rūdžių pašalinimu smėliasrove ir rūdžių pašalinimu cheminiu būdu, rūdžių šalinimas lazeriu gali ne tik pašalinti rūdis, bet ir, beje, pridėti „apsauginį sluoksnį“. Rūdžių šalinimo efektyvumo požiūriu lazerinis rūdžių šalinimas dabar gali siekti ne daugiau kaip 60 kvadratinių metrų/val., o tai panašu į rūdžių šalinimo smėliasrove efektyvumą, tačiau nėra pakankamai aukštas. Kalbant apie kainą, norint pašalinti rūdis lazeriu, mašiną reikia įsigyti vieną kartą, o vėliau tai kainuoja daugiau. Eksploatacinių medžiagų yra mažiau, o vieno rūdžių pašalinimo kaina yra maždaug tokia pati arba net mažesnė nei smėliavimo. Aplinkos apsaugos problemų nekyla, o robotų automatizavimą realizuoti nesunku. Didelio ploto rūdžių šalinimo metu apskaičiuokite aplinkos apsaugos ir darbo sąnaudas. Pašalinimas lazeriu Rūdžių kaina pralenkė kitus rūdžių šalinimo būdus.
