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激光清洗將迎來新的紅利時期?最新研究新鮮出爐

發布:2022-03-31 12:01作者:www.yattendonparish.com點擊:957次

在工業上,激光清洗技術已應用于文化古跡的去污、焊接、去除涂漆部件和金屬銹蝕等領域。傳統的物理化學清洗方法雖然應用廣泛,但存在精度差、基體表面損傷嚴重、清洗效率低、污染環境等問題。因此,具有高精度、自動化程度高、環保等優點的激光清洗技術正在逐步取代傳統的清洗技術。
采用脈沖激光清洗方法去除7075鋁合金表面的氧化膜。不同激光能量密度對表面形貌、表面厚度組成、鋁顯微硬度和對7075耐蝕性的影響 研究了激光清洗去除7075鋁合金表面氧化膜的機理。結果表明,7075鋁合金氧化膜的激光清洗主要是基于氣化機理和爆炸產生的沖擊波。激光清洗后,7075鋁合金表面硬度由158.5 HV提高到171.9 HV。激光去除鋁合金表面的氧化膜降低了表面的耐腐蝕性,表面的熔化也影響了清洗后表面的耐腐蝕性。在本研究中,在 1.43 J/cm2 和 1.82 J/cm2 的能量密度下,可以進一步去除氧化膜而不會損壞基板。這進一步確保了表面的耐腐蝕性。在本研究中,當能量密度達到1.82 J/cm2時,清潔表面上的氧質量分數下降到2.03%,顯微硬度為167.7 HV。
7075鋁合金作為Al Zn Mg Cu系列的增強鋁合金,具有強度高、力學性能好、耐腐蝕、耐低溫等優點,被廣泛用于制造飛機結構和部件。然而,暴露在大氣中的鋁合金表面會形成一層自然氧化膜,在某些情況下必須將其去除。例如,在焊接前去除氧化膜可以顯著降低氫氣的孔隙率,提高焊縫的強度和硬度。在維修高鐵時,必須去除氧化膜,以保證鋁合金橋殼的耐用性。在電鍍工藝之前去除鋁合金基材上的氧化膜可以提高鍍層的附著強度。
R. Rechner 發現鋁合金表面可見的有機和無機雜質可以通過納秒 Nd:YAG 激光有效去除。在這項研究中,一些表面在清潔后被溶解和熱氧化。田先生使用 IPG 納秒光束激光器從海洋生物膜表面清除含有天然污染物的鋁合金板,發現激光燒蝕是主要去除機制。然而,高密度激光通量會損壞要清潔的表面并在清潔后的表面上形成納米結構的氧化物層。 XSJ 使用帶有 Q 連接的納秒脈沖電池光學激光器來去除鉻模具上的橡膠污漬。激光能量密度為0.97 J/cm2,膠層去除機理包括氣化、彈性剝離和熱彈性膨脹。在此能量密度下,基板不會受到損壞。朱國光研究了BMS10-11土壤表面經過常規物理和激光清洗后的摩擦力、耐磨性和耐腐蝕性的變化。當激光能量密度為5J/cm2時,鋁涂層不燃燒,不損傷基材。
沒有證據表明在 1000 或 2000 小時鹽霧測試后,用大氣壓等離子壓力進行預處理會增加被動 EPD 樣品的剪切強度。測得的強度值與對照樣品中的大致相同。相比之下,EPD鈍化樣品在激光和鹽霧預處理后顯示出更好的強度值。獲得的強度值分別比實測參考值高出 26% 和 15%。在沒有 EPD 保護涂層的樣品和 1000 小時老化的實驗室鹽霧室中,等離子和激光預處理的效果特別強。盡管對照樣品在老化后僅顯示出殘余強度,但 AP 等離子體和激光預處理給出了更高的值。
所有繼承的拉伸位移測試都因接頭內聚力失效而失?。ㄒ娚衔模?。老化后會出現缺膠現象,從而延長和加劇老化過程。耐老化性取決于所選的表面處理。用等離子體和激光對大氣壓進行預處理顯示出顯著的改進。在 1000 小時的鹽霧試驗后,對照樣品在粘合劑表面上顯示出一側的粘合失效。然而,等離子體底漆樣品中的粘合劑沉積物在兩側都有可變的粘合劑斷裂,并且激光底漆樣品中的粘合劑斷裂僅在邊緣處。因此,相應的誤差條件證實了電阻測量的結果。
此外,與傳統的物理清潔相比,激光輻射的泄漏率不會影響飛機表面的耐腐蝕性和摩擦性能。根據這項研究,G.D.張表明,激光能量密度的變化和點的重合會影響5754鋁合金在激光清洗過程中的表面粗糙度。發現當點重疊時,表面粗糙度先增大后減小。 F. D. Zhang 研究了激光清洗后鋁合金 AA7024 表面氧化層成分的變化。他們發現,在7.1 J/cm 2 的激光能量密度下,AA7024鋁合金表面原有的MgO + MgAl 2 O 4 氧化層被去除,但形成了新的Al 2 O 3 + 氧化層。氧化鎂。 T. Dimogerontakis 用脈沖 Nd: YAG 激光對鋁鎂合金進行激光凈化實驗。
評估了激光清洗過程中直接熱氧化的機理以及激光功率密度對氧化膜厚度的依賴性。已經發現,隨著激光能量密度的增加,在激光清洗過程中形成的氧化膜會變厚。 Alshaer 使用 100 ns Nd: YAG 激光在焊接前清潔 4043 和 AC-170O4PX 鋁合金板。研究表明,激光清洗可以有效去除材料表面的大部分涂層、油脂、污垢和氧化物,從而減少焊縫的孔隙率。結果還表明,激光清洗過程是基于燒蝕的。
以往的研究表明,在激光清洗過程中,不同的激光能量密度會影響待清洗表面的表面特性。目前對7075激光合金的激光清洗研究很少。因此,本文采用脈沖光纖激光器對7075鋁合金表面的氧化膜進行清洗。研究了激光能量密度對鋁合金7075氧化膜去除、表面形貌、表面成分和表面硬度的影響。 7075鋁合金廣泛用于飛機零部件的生產。由于大氣海洋大氣,用于沿?;顒拥娘w機部件經常受到腐蝕。因此,本文還研究了激光清洗對去除 7075 鋁合金耐腐蝕表面氧化膜的效果。
被測材料為3mm厚的7075工業鋁合金板。用線切割機切割一塊45mm×35mm×3mm的7075鋁合金塊,然后放入超聲波清洗機中,用無水乙醇凈化。然后讓它在室溫下自然干燥。激光提純前鋁板表面相通過X射線衍射儀(XRD)檢測,如圖1所示??梢钥闯?,激光提純前的7075鋁合金表面的氧化層都是MgAl2O4、MgO 和 Al2O3。
振鏡點的掃描速度、方向和覆蓋率由波長為1064 nm的振鏡控制。移動區域的清潔速度、方向和覆蓋速度由振鏡和帶有激光頭的機器人頭控制。移動區域的清潔速度、方向和覆蓋速度由振鏡和帶有激光頭的機器人頭控制。振鏡點的掃描速度、方向和覆蓋率由波長為1064 nm的振鏡控制。移動區域的清潔速度、方向和覆蓋速度由振鏡和帶有激光頭的機器人頭控制。移動區域的清潔速度、方向和覆蓋速度由振鏡和帶有激光頭的機器人頭控制。
使用極低視場 3D 顯微鏡(VHX-5000,Keyence,Japan)在激光清洗前后觀察 7075 鋁合金的表面形貌。用掃描電子顯微鏡(S-3400N,Hitachi,Japan)觀察激光清洗后7075鋁合金表面的顯微組織。采用能量色散光譜和X射線衍射分析觀察激光提純前后7075鋁合金化學元素和表面成分的變化。 (Aeris,Malvern Panalytical,荷蘭)。 X 射線衍射的來源是目標銅輻射。 2θ 衍射角以 0.02° 和 99.45 s 的間隔保持在 20° 和 80° 之間。用MicroVickers數字顯微硬度計(HVS-1000A)測量激光清洗前后樣品的顯微硬度。測量,四達,四國以)。測量方法包括從三個不同點測量每個樣品的顯微硬度并計算平均顯微硬度。使用的藥筒為 500 克。
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