Лазерне очищення — це ефективний метод видалення брудних частинок і шарів плівки з різних матеріалів і розмірів на твердих поверхнях. Завдяки високій яскравості та добре спрямованому безперервному або імпульсному лазеру, через оптичне фокусування та формування плями для формування певної форми плями та розподілу енергії лазерного променя, опроміненого на поверхню забрудненого матеріалу, який потрібно очистити, прикріплений забруднюючий матеріал поглинає лазерну енергію, вироблятиме вібрацію, плавлення, горіння та навіть газифікацію та ряд складних фізичних і хімічних процесів. І, нарешті, видаліть забруднюючі речовини з поверхні матеріалу, навіть якщо лазер діє на очищену поверхню, більшість із них відбивається, не завдаючи шкоди підкладці, щоб досягти ефекту очищення.
Лазерну чистку можна класифікувати за різними класифікаційними стандартами. Наприклад, чи поверхня підкладки покрита рідкою плівкою в процесі лазерного очищення, ділиться на сухе лазерне очищення та вологе лазерне очищення. Перший - це пряме опромінення лазера на поверхню забруднювача, а другий вимагає нанесення вологи або рідкої плівки на поверхню лазерного очищення. Ефективність вологого лазерного очищення висока, але вологе лазерне очищення вимагає ручного нанесення рідкої плівки, тому склад рідкої плівки не може змінити властивості самого матеріалу матриці. Тому в порівнянні з технологією сухого лазерного очищення область застосування вологого лазерного очищення має певні обмеження. Сухе лазерне очищення є найпоширенішим методом лазерного очищення, який використовує лазерний промінь для прямого опромінення поверхні заготовки для видалення частинок і плівок.
1. лазерна хімчистка
Основний принцип лазерної хімчистки полягає в тому, що після того, як частинки та матеріал підкладки опромінюються лазером, поглинена світлова енергія миттєво перетворюється на теплову енергію, викликаючи миттєве теплове розширення частинок або підкладки, або обох на місці. одночасно, і миттєво виникає прискорення між частинками та субстратом. Сила, створювана прискоренням, долає силу адсорбції між частинкою та підкладкою та змушує частинку вирватися з поверхні підкладки.
Відповідно до різних методів поглинання лазерної хімчистки, лазерну хімчистку в основному можна розділити на наступні дві форми:
1. Для частинок пилу з температурою плавлення, вищою за базовий матеріал (або з великою різницею у швидкості поглинання лазера): лазерне випромінювання, що поглинає частинки, є сильнішим, ніж поглинання підкладки (a) або навпаки (b), у цей час. Лазерна енергія поглинання частинок перетворюється на теплову енергію, спричиняючи теплове розширення частинки, хоча величина теплового розширення дуже мала, але теплове розширення відбувається за дуже короткий проміжок часу, тому воно призведе до величезного миттєвого прискорення на підкладці, тоді як підкладка реагує на частинку. Сила долає зв’язуючу силу одна з одною і від’єднує частинки від підкладки. Схематична діаграма така:
2. Для бруду з низькою точкою кипіння: поверхневий бруд безпосередньо поглинає енергію лазера, миттєве кипіння при високій температурі випаровується, а пряме випаровування видаляє бруд, як показано на малюнку нижче.
2. лазерне вологе прибирання
Лазерне вологе прибирання також відоме як лазерне чищення парою, порівняно з сухим прибиранням, вологе прибирання відбувається на поверхні очисної частини, яка має тонкий шар рідкої плівки товщиною в кілька мікронів або середньої плівки, рідка плівка за допомогою лазерного опромінення, температура рідкої плівки підвищується миттєво і виробляти велику кількість бульбашок реакції газифікації. Сила удару, створена вибухом газифікації, долає силу адсорбції між частинками та підкладкою. Відповідно до частинок, рідкої плівки та підкладки на коефіцієнт поглинання довжини хвилі лазера різний, лазерне вологе прибирання можна розділити на три типи.
1. Підкладка сильно поглинає лазерну енергію
Коли лазер випромінюється на підкладку та рідку плівку, поглинання лазера підкладкою набагато більше, ніж поглинання рідкої плівки, тому на межі між підкладкою та рідкою плівкою виникає явище вибухової газифікації, як показано на малюнку. на малюнку нижче. Теоретично, чим вужчий час імпульсу, тим легше перегріти місце з’єднання, що призведе до більшого вибухового удару.
2. Рідка плівка поглинання лазерної енергії сильно
Принцип цього очищення полягає в тому, що рідка плівка поглинає більшу частину лазерної енергії, а на поверхні рідкої плівки відбувається вибухове газоутворення, як показано на малюнку нижче. У цей час ефективність лазерного очищення не така хороша, як поглинання підкладки, оскільки в цей час сила удару вибуху діє на поверхні рідкої плівки. Коли підкладка поглинає, бульбашка та вибух відбуваються на перетині підкладки та рідкої плівки, і сила удару вибуху легше відштовхує частинки від поверхні підкладки, тому ефект очищення від поглинання підкладки кращий.
3. Підкладка та рідка плівка поглинають лазерну енергію
У цей час ефективність очищення дуже низька, після лазерного опромінення рідкої плівки частина лазерної енергії поглинається, енергія розсіюється по всій рідкій плівці, рідка плівка кипить і утворює бульбашки, а решта лазерна енергія поглинається підкладкою після проходження через плівку рідини, як показано на малюнку. Цей метод потребує більше лазерної енергії для створення киплячих бульбашок, які можуть спричинити вибух. Тому цей спосіб дуже неефективний.
У разі використання методу поглинання підкладки для лазерного вологого очищення, оскільки більша частина лазерної енергії поглинається підкладкою, місце з’єднання між рідкою плівкою та підкладкою буде перегріватися, і на межі розділу будуть утворюватися бульбашки. У порівнянні з сухим чищенням, вологий тип використовує силу удару, створювану вибухом бульбашки з’єднання, щоб досягти лазерного чищення. У той же час до рідкої плівки можна додати певну хімічну речовину для хімічної реакції з частинками забруднювача, щоб зменшити силу адсорбції між частинками та матеріалом підкладки, щоб зменшити поріг лазерного очищення. Таким чином, вологе прибирання може певною мірою підвищити ефективність очищення, але в той же час є певні труднощі, введення рідкої плівки може призвести до нових забруднень, а товщину рідкої плівки важко контролювати.
3. Фактори, що впливають на якість лазерного очищення
4. ефект довжини хвилі лазера
Передумовою лазерного очищення є лазерне поглинання, тому, вибираючи лазерне джерело світла, необхідно спочатку поєднати характеристики світлопоглинання деталі, що очищається, і вибрати лазер, який підходить для смуги як лазерного джерела світла. Крім того, експериментальні дослідження зарубіжних вчених показують, що очищення забруднюючих частинок з однаковими характеристиками, чим коротша довжина хвилі, тим сильніша очисна здатність лазера та нижчий поріг очищення. Можна побачити, що за передумовою відповідності характеристикам світлопоглинання матеріалу, щоб покращити ефект і ефективність очищення, лазер з меншою довжиною хвилі повинен бути обраний як джерело світла для очищення.
5. вплив щільності потужності
Під час лазерного очищення існує верхній поріг пошкодження та нижній поріг очищення для щільності потужності лазера. У цьому діапазоні чим більша щільність лазерної потужності лазерного очищення, тим більша очисна здатність і очевидніший ефект очищення. Таким чином, щільність потужності лазера повинна бути покращена настільки, наскільки це можливо, без пошкодження основного матеріалу.
6. ефект ширини імпульсу
Джерело світла для лазерного очищення може бути безперервним світлом або імпульсним світлом, а імпульсний лазер може забезпечувати високу пікову потужність, тому він може легко відповідати пороговим вимогам. Крім того, дослідження показало, що з точки зору термічного впливу на підкладку, спричиненого процесом очищення, вплив імпульсного лазера був меншим, а площа теплового впливу, спричиненого безперервним лазером, була більшою.
7. вплив швидкості та частоти сканування
Очевидно, що в процесі лазерного очищення, чим вище швидкість лазерного сканування, тим нижча частота та вища ефективність очищення, але це може призвести до зниження ефекту очищення. Таким чином, під час фактичного процесу очищення слід вибирати відповідну швидкість сканування та частоту сканування відповідно до характеристик матеріалу деталі для очищення та ситуації забруднення. Швидкість перекриття під час сканування тощо також впливатиме на ефект очищення.
8. величина ефекту розфокусування
Перед лазерним очищенням лазер здебільшого збирається через певну комбінацію фокусуючих лінз, і фактичний процес лазерного очищення зазвичай виконується у випадку розфокусування, чим більше розфокусування, тим більша пляма на матеріалі, тим більша область сканування, тим вище ефективність. Коли загальна потужність постійна, чим менша величина розфокусування, тим більша щільність потужності лазера та сильніша очисна здатність.
Guosheng є професійною компанією з виробництва обладнання з високою репутацією, яка має величезний набір технічних ресурсів, потужний потенціал досліджень і розробок і передові технології виробництва. Наше лазерне зварювальне обладнання є економічно ефективним і продається всередині країни та за кордоном. Якщо ви зацікавлені в наших продуктах, зв’яжіться з нами за адресою bob@gshenglaser.com.