Et århundrede efter professor Theodore Harold Maiman opfandt verdens første rubinlaser, er lasere, der kan bruges på forskellige områder, dukket op efter hinanden. Anvendelsen af laserteknologi har ført til den hurtige udvikling af videnskab og teknologi inden for medicinsk, udstyrsfremstilling, præcisionsmåling og genfremstillingsteknik og har fremskyndet tempoet i sociale fremskridt.
I 1980'erne blev laserstråler bestrålet på de forurenede dele af nogle emner, og de bestrålede stoffer gennemgik en række fysiske og kemiske processer såsom vibration, smeltning, fordampning og forbrænding. De forurenende stoffer på overfladen løsnede sig til sidst fra overfladen af emnerne, hvilket opnåede fjernelse af forurenende stoffer. Siden da er man begyndt at studere laserrensning. Efter årtiers udvikling er laserrenseteknologien flyttet fra laboratorieforskning til fremstillingsapplikationer, og forskellige laserrensemaskiner er gradvist kommet ind i rækken af moderne intelligent produktionsudstyr.
1. Sammenligning af laserrensning og traditionelle rengøringsmetoder
Laserrensningsteknologi refererer til brugen af højfrekvente og højenergi-laserimpulser til at bestråle overfladen af emnet. Belægningslaget og forureningslaget kan øjeblikkeligt absorbere den fokuserede laserenergi, hvilket får olien, rusten eller belægningen på overfladen til at fordampe eller skaller af øjeblikkeligt, og hurtigt og effektivt fjerne overfladevedhæftninger eller overfladebelægninger. Laserimpulser med meget kort virkningstid vil ikke beskadige metalsubstratet under passende parametre. Figur 1 viser de mikroskopiske fænomener ved laserrensning under forskellige mekanismer for forgasningsbehandling og mikropåvirkningsfragmentering.
Sammenlignet med traditionelle rengøringsmetoder har laserrensning nogle fordele, som traditionelle rengøringsmetoder ikke kan opnå. Laserrensning er en berøringsfri rengøringsmetode, der forårsager lidt skade på underlaget. Den har høj fleksibilitet, stabilitet og automatiseringsegenskaber, god rengøringskvalitet, høj præcision og miljøbeskyttelse. Det er et "grønt" automatiseret rengøringsudstyr. Tabel 1 sammenligner forskellige rengøringsmetoder.
2. Sammensætning af laserrensesystem
Selvom rengøringsudstyret er forskelligt, er hovedkomponenterne grundlæggende ens, herunder computerstyringssystem, lasersystem, strålejusteringssystem osv., se figur 2. Derudover medfølger der også noget støtteudstyr: såsom støvfjernelse og rensesystem , manipulator, laserinduceret nedbrydningsspektrometer (LIBS), visuelt positioneringssystem og termisk billeddannelsessystem.
Under rengøringen spiller computersystemet en central kommunikationsrolle, som styrer laseren og det optiske vejjusteringssystem på samme tid. Laserstrålen transmitteres af optisk fiber og kommer ind i strålejusteringssystemet. Efter at strålen er fokuseret, når punktdiameteren en meget lille størrelse og virker regelmæssigt på overfladen af metalrengøringsemnet.
3. Bred anvendelse af laserrensningsteknologi
Laserrensning bruges som en renseproces i industriel produktion, som effektivt kan fjerne rust, snavs, maling, kulstofaflejringer og forskellige belægninger. Det har været meget udbredt inden for forskellige områder såsom rumfart, jernbanekøretøjer, mikroelektronik, beskyttelse af kulturelle relikvier og medicinsk behandling, som vist i figur
4. Rengøring før svejsning og efter svejsning
Laserrensningsteknologi kan bruges i vid udstrækning til før- og eftersvejsning af metalmaterialer såsom aluminiumlegeringer, titanlegeringer, rustfrit stål og højtemperaturlegeringer, hvilket effektivt kan forhindre dannelsen af defekter såsom indeslutninger og porer. Efter svejsning kan den også bruges til oxidationsrensning efter svejsning, så det oxidlag, der dannes under svejseprocessen, kan fjernes igen for at genoprette den metalliske glans.
Laserrensningsteknologien blev brugt til lokalt at rense den anodiske oxidfilm af aluminiumslegering, og den rensede svejseprøveplade blev stumpsvejset. Svejsekvaliteten blev evalueret ved røntgendetektion, og den metallografiske struktur blev observeret og analyseret. Effekten af at fjerne oxidfilmen på svejseydelsen blev testet ved en træktest ved stuetemperatur. Som vist i figur 4 viser resultaterne, at den anodiske oxidfilm blev grundigt renset, trækstyrken af aluminiumslegeringsforbindelsen renset med laser var 298~303 MPa, og brudforlængelsen var 6,2%~6,5%. Ydeevneområdet for den laserrensede svejsning var i overensstemmelse med den mekanisk skrabede svejsning. Th
