Laserové čistenie odstraňuje hrdzu a zlepšuje odolnosť proti oxidácii
Nov 24, 2023
Laserové odstraňovanie hrdze používa laser na odstránenie hrdze a hrdza sa okamžite zahrieva a odparuje, aby sa dosiahol účel odstránenia hrdze. V porovnaní s tradičným procesom odstraňovania hrdze môže laserové odstraňovanie hrdze nielen odstrániť hrdzu, ale aj „mimochodom“ zlepšiť vlastnosti materiálu, ako je zlepšenie odolnosti proti oxidácii, tvrdosť, drsnosť, pasivácia atď., pokiaľ sú parametre lasera dostatočne nastavené. S presnosťou je možné tento konkrétny účel dosiahnuť.
Pri laserovom odstraňovaní hrdze je hustota energie lasera veľmi dôležitým parametrom. Čím vyššia je hustota energie lasera, tým vyššia je okamžite dosiahnutá teplota. Keď sa hustota energie lasera zvyšuje, hodnota, ktorá práve dosiahne úroveň odstránenia hrdze, sa nazýva prah čistenia. Hodnota, ktorá práve dosiahne úroveň odstraňovania hrdze, sa nazýva prah čistenia. Hodnota, ktorá poškodzuje základný kov, sa nazýva prah poškodenia. Pri laserových čistiacich operáciách musí byť hustota laserovej energie väčšia ako prah čistenia a menšia ako prah poškodenia, aby bolo možné odstrániť hrdzu bez poškodenia základného kovu. Optimálna hodnota je 80 % prahu poškodenia, čím sa dosiahne najlepší účinok odstraňovania hrdze a najvyššia účinnosť odstraňovania hrdze. Ak chcete zlepšiť ďalšie vlastnosti kovových materiálov, hustota energie lasera musí byť medzi 0,8-násobkom a 1,2-násobkom prahu poškodenia.
Teplota topenia uhlíkovej ocele je 1470 stupňov. Keď dosiahne 1300 stupňov, povrch uhlíkovej ocele sa mriežkuje a vytvorí hustú vrstvu oxidu. Ide o jednotnú, malú hrúbku, bunkovú dendritickú štruktúru "pokovovanie", môže zlepšiť odolnosť proti korózii a oxidáciu povrchov uhlíkovej ocele, čo je veľmi dôležité v skutočnej priemyselnej výrobe. Môže účinne chrániť kovovú matricu, znížiť mieru hrdze a súčasne zlepšiť mechanické vlastnosti.
Urobili sme experiment s použitím a100-wattový laserový čistiaci strojna odstránenie oxidov z povrchu hliníkových zliatin a zlepšenie odolnosti kovu voči oxidácii. Priemer laserového bodu je 70 um a hustota laserovej energie je 1,1-násobok prahu poškodenia. Po experimentálnej operácii sa SEM použil na pozorovanie stavu po odstránení hrdze a zistilo sa, že na povrchu sa vytvorili mikro-nano štruktúry. Táto štruktúra má určitý vplyv na hydrofóbnosť, drsnosť a rýchlosť absorpcie svetla materiálu. V porovnaní s pôvodným materiálom:
1. Hydrofóbnosť klesá a pri rôznych parametroch sa hydrofóbnosť výrazne mení.
2. Zlepšené mechanické vlastnosti a zlepšená odolnosť proti deformácii v tlaku.
3. Zvýšená drsnosť. Nastavením parametrov lasera môžeme získať drsnosť akú chceme a zistí sa, že drsnosť kovového povrchu úzko súvisí s rýchlosťou skenovania. Čím vyššia je rýchlosť skenovania, tým nižšia je drsnosť.
4. Miera absorpcie svetla je značne zvýšená, pretože kovový povrch stráca svoj kovový lesk, znižuje svetlo odrážané na kovovom povrchu a absorbuje viac svetla.
Hrdza je vrstva poréznej štruktúry. Vlhkosť a kyslík budú neustále prenikať do podkladu a spôsobovať ďalšiu koróziu, čo vedie k „Matthewovmu efektu“ korózie. Na miestach s miernou koróziou bude korózia urýchlená. Po korózii sa mechanické vlastnosti výrazne znížia, čo môže ľahko spôsobiť nehody. Ak sa zlepšia antioxidačné vlastnosti kovového povrchu a pridá sa vrstva farby, pravdepodobnosť hrdze sa môže výrazne znížiť. V porovnaní s tradičným odstraňovaním hrdze pieskovaním a odstraňovaním hrdze chemickým morením môže laserové odstraňovanie hrdze nielen odstrániť hrdzu, ale tiež pridať „ochranný náter“. Z pohľadu účinnosti odstraňovania hrdze môže laserové odstraňovanie hrdze v súčasnosti dosahovať maximálne 60 metrov štvorcových/hodinu, čo je podobné ako účinnosť odstraňovania hrdze pieskovaním, ale nie je dostatočne vysoká. Čo sa týka nákladov, laserové odstraňovanie hrdze vyžaduje jednorazový nákup stroja, ktorý je v neskoršej fáze drahší. Existuje menej spotrebného materiálu a náklady na jedno odstránenie hrdze sú približne rovnaké alebo dokonca nižšie ako náklady na pieskovanie. Neexistujú žiadne problémy s ochranou životného prostredia a je ľahké realizovať automatizáciu robotov. Pri veľkoplošnom odstraňovaní hrdze vypočítajte náklady na ochranu životného prostredia a mzdové náklady. Laserové odstránenie Cena hrdze prekonala ostatné metódy odstraňovania hrdze.