顿磊:脉冲激光除锈过程和原理

顿磊:脉冲激光除锈过程和原理
2024年04月07日 10:13 IT爆料王珠珠

主流的激光除锈机使用光纤激光,光纤激光有细分为脉冲型光纤激光和连续型光纤激光,它们之间的除锈原理略有不同,今天我们来分析脉冲光纤激光除锈过程和原理。

连续激光类似于高压水枪除锈,连续不断的水流冲击锈层,脉冲激光类似于喷丸除锈,一颗一颗的微粒冲击锈层,脉冲激光多了一个“光震动”的效果,在除锈过程中产生的热量要比连续激光小得多,能更好的保护基材,但相对连续激光,它激光昂贵很多,因此主要用于精密仪器除锈。

激光除锈的原理是根据不同物质对不同激光吸收率不同的特点,去除污染物同时不损伤基底金属的方法。简单来说,污染物对什么激光吸收率高,就使用什么激光。比如去除金属表面的油漆,二氧化碳激光对油漆吸收率较高,对金属吸收率很低,油漆吸收激光能量后气化消失,金属不吸收激光能量安然无恙。 污染物能吸收激光能量是最理想的状态,往往有时候污染物对激光吸收率较低,基材对激光吸收率较高,这时候脉冲激光就体现出它的优势。

脉冲激光因为有了“光震动”的效果,应用领域大幅提升。先把材料分为2部分,污染物和基材。 激光除锈的过程中主要是能量的转化,简单来说就是激光光能转化为材料的热能,然后再膨胀产生热应力或者产生冲击波去除污染物。 激光除锈的过程中要么污染物吸收能量气化消失,要么基底材料吸收激光能量后产生热应力,热应力+光振动的效果,剥离污染物。 因为脉冲激光发热量较少,能更好的保护基底金属不受损伤,只要确保热量累计不超过基底金属的熔点,就不会损伤基材,脉冲激光可以清洗模具的原理正在于此。需要提醒的是,脉冲激光虽然容错性较高,但如果操作不当,照样会损伤基材。

光纤激光是波长1064nm的激光,不论脉冲型还是连续型,波长都是一样的,这个波长的激光主要对导体材料有较高的吸收率,对半导体材料也有不错的吸收率,对绝缘体材料吸收率很低,因此用光纤激光来除漆并不合适,因为油漆是绝缘体材料,对光纤激光吸收率较低,它很容易损伤基底金属,不过对于粗糙的基底金属来说,用它来除漆也是可以的,虽然它不是完美的除漆方法,却是目前性价比最高的除漆方法。

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