تحقیق در مورد تکنولوژی تمیز کردن لیزر سطح فولاد ضد زنگ

تحقیق در مورد تکنولوژی تمیز کردن لیزر سطح فولاد ضد زنگ

این مقاله به معرفی مفهوم و اصل اساسی فناوری تمیز کردن لیزر می‌پردازد و از روش تجربی برای بررسی اثر تمیز کردن لیزر سطح فولاد ضد زنگ استفاده می‌کند. این آزمایش نشان می‌دهد که فناوری تمیز کردن سطوح لیزری می‌تواند به سرعت رنگ اکسیداسیون جوش‌های فولاد ضد زنگ و منطقه متاثر از حرارت و همچنین رنگ و زنگ روی سطح فولاد ضد زنگ را حذف کند و می‌تواند یک لایه غیرفعال‌سازی جدید را تشکیل دهد.

اصل اساسی فناوری تمیز کردن لیزر

فناوری تمیز کردن لیزر به استفاده از سطح کار تابش پرتو لیزر پرانرژی اشاره دارد، به طوری که سطح کثیفی، لکه‌های زنگ‌زدگی یا پوشش‌ها تبخیر یا جدا شدن آنی رخ می‌دهد، با سرعت بالا حذف موثر چسبندگی سطح جسم تمیزکننده یا پوشش سطح، بنابراین برای رسیدن به یک فرآیند تمیز.

لیزرها، همراه با پرتوهای الکترونی و پرتوهای یونی، در مجموع به عنوان پرتوهای پرانرژی شناخته می شوند. ویژگی مشترک این است که پرتوها انرژی بالایی را برای انتقال در فضا حمل می کنند. با فوکوس کردن، تابش با چگالی توان 104-1015W/cm² را می توان در نزدیکی نقطه کانونی، که منبع گرمایی با بیشترین شدت است، به دست آورد. . لیزر دارای ویژگی های روشنایی بالا، جهت دهی بالا، تک رنگی بالا و انسجام بالا است که با منابع نور معمولی بی نظیر است. با استفاده از روشنایی بالای لیزر، پس از فوکوس شدن توسط لنز، می توان دمای هزاران یا حتی ده ها هزار درجه را در نزدیکی فوکوس ایجاد کرد. جهت دهی بالای لیزر، لیزر را قادر می سازد تا به طور موثر در فواصل طولانی منتقل شود. تک رنگی لیزر بسیار زیاد است و طول موج آن تک رنگ است که برای تمرکز و انتخاب طول موج مناسب است. نور لیزر ساطع شده توسط لیزر از فیبر نوری به عدسی فوکوس منتقل می شود و پس از فوکوس به سطح قطعه کار می رسد تا از سوراخ داخلی نازل تمیز شود. معمولاً از یک نازل استفاده می‌شود که با کمک یک نازل با دهانه کوچک هم محور با لیزر، یک گاز تحت فشار را به منطقه تمیز کردن دمیده می‌کند. گاز توسط منبع گاز کمکی تامین می شود و وظیفه اصلی آن جلوگیری از آلودگی عدسی توسط پاشش و دود و تمیز کردن سطح قطعه کار و تقویت اثر حرارتی لیزر و مواد است.

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، پس از جذب انرژی لیزر، آلاینده های سطح جسم یا تبخیر و تبخیر می شوند و یا فورا گرم شده و منبسط می شوند تا بر نیروی جذب سطح روی ذرات غلبه کنند، به طوری که می توان آنها را جدا کرد. از سطح جسم، در نتیجه به هدف تمیز کردن دست می یابد. در حال حاضر، اختلاف نظرهایی در مورد مکانیسم تمیز کردن لیزر وجود دارد، اما اکثر مکانیسم ها می توانند به طور منطقی برخی از پدیده ها را در آزمایش های تمیز کردن لیزر توضیح دهند که به طور کلی شامل تجزیه تبخیر لیزری، لایه برداری لیزری، انبساط حرارتی ذرات کثیفی، ارتعاش سطح بستر و وجود دارد. چهار جنبه از ارتعاش ذرات هستند. علاوه بر این، تمیز کردن لیزر اغلب نتیجه عملکرد همزمان مکانیسم های متعدد است.

شکل 1 اصل تمیز کردن لیزر

مکانیسم تمیز کردن لیزر با توجه به چسبندگی سطح و پارامترهای ترموفیزیکی زیرلایه در اندازه متفاوت است. هنگامی که چسبندگی سطح و پارامترهای ترموفیزیکی مواد بستر به طور قابل توجهی متفاوت است، مکانیسم تمیز کردن لیزر شامل: تبخیر ابلیشن، ارتعاش حرارتی و مکانیسم شوک حرارتی و مکانیسم شکست صوتی، مانند رنگ تمیز کننده لیزری و لایه لاستیکی. هنگامی که چسبندگی سطح و پارامترهای ترموفیزیکی مواد زیرلایه متفاوت نیست، عمدتاً مکانیسم تبخیر فرسایشی در عمل، مانند حذف زنگ لیزری.

تحقیق تست تمیز کردن سطح جوش فولاد ضد زنگ

شرکت من تولید انبوه طولانی مدت بدنه خودرو از فولاد ضد زنگ T4003، و بیشتر بدنه فولاد ضد زنگ، مواد فولادی ضد زنگ در جوشکاری، قطعات محلی به دلیل شکاف مونتاژ بسیار ضعیف است، و در نتیجه گرمای ورودی زیاد، به ویژه زمانی که استفاده از یک صفحه نازک حدود 3 میلی متر، منجر به اکسیداسیون سطح در نزدیکی جوش فولاد ضد زنگ و پشت جوش می شود، لایه غیرفعال اولیه مواد را از بین می برد، به طوری که مقاومت در برابر خوردگی مواد کاهش می یابد یا حتی شکست می خورد. برخی از محصولات با ظاهر فولاد ضد زنگ نیازی به رنگ آمیزی یا رنگ آمیزی لاک رنگ شفاف ندارند، اکسیداسیون بیش از حد ناشی از تفاوت رنگ به طور جدی بر زیبایی کلی وسیله نقلیه تأثیر می گذارد. اکسیداسیون بیش از حد جوش فولاد ضد زنگ عمدتاً در سطح بیرونی بدنه مانند دیواره جانبی، صفحه دیواره جانبی پایین و سایر قسمت‌ها، به‌ویژه قسمت‌های اتصال دیواره جانبی و صفحه دیوار انتهایی (باند دیوار انتهایی) رخ می‌دهد، همانطور که در نشان داده شده است. شکل 2.

شکل 2 بدنه فولاد ضد زنگ سطح بیرونی جوش متاثر از اکسیداسیون بیش از حد منطقه تحت تاثیر حرارت قرار گرفته است

مطابق با توصیه‌های استاندارد AWS D18.2 و استاندارد AS 1554.6، سطح جوش و منطقه متاثر از حرارت مجاز به داشتن اکسیدهای نی رنگ روشن و نمونه‌های 1 تا 3 در شکل 3، آبی، قهوه‌ای و سیاه است. اکسیدها الزامات را برآورده نمی کنند. علاوه بر اکسیداسیون جوش، بدنه فولاد ضد زنگ در تولید زنگ محلی یا سایر آلاینده ها و سایر مشکلات، این پروژه در نظر دارد استفاده از فناوری تمیز کردن سطوح لیزری را برای خلاص شدن از شر اکسیداسیون بیش از حد و زنگ زدگی و سایر ناخالصی های روی سطح ضد زنگ تأیید کند. فولاد، و مقاومت در برابر خوردگی سطح تحت درمان از طریق روش تست.

شکل 3 نمونه های تغییر رنگ اکسیداسیون ناحیه متاثر از جوش و حرارت فولاد ضد زنگ (AWS D18.2:2009)

(1) فرآیند آزمایش دستگاه تمیز کننده لیزری دستی 65 وات را انتخاب می کند، از طریق تنظیم پارامتر، اثرات متفاوتی به دست می آید، اثرات درمان مختلف تحت پارامترهای مختلف در شکل 4 نشان داده شده است، از طریق چندین آزمایش، به منظور دستیابی به حالت سطح ایده آل، پارامتر معقول. تنظیمات به شرح زیر است:

① توان لیزر: 65 وات.

② تصادف نقطه ای: 1.2.

③ عرض پالس: 30 تا 240 ثانیه.

④ انرژی پالس: {{0}}.1~ 0.8mJ، انرژی بهینه 0.1~0.2mJ.

شکل 4 تست تمیز کردن سطح نمونه فولاد ضد زنگ

(2) نتایج آزمایش قادر به حذف تمام لایه اکسید از ناحیه جوش و گرما پس از درمان توسط دستگاه تمیز کننده لیزری تحت پارامترهای فوق بودند، همانطور که در شکل 5 ~ شکل 7 نشان داده شده است.

شکل 5 مقایسه قبل و بعد از تمیز کردن جوش های لب به لب

شکل 6 مقایسه قبل و بعد از تمیز کردن فرونتال جوش فیله

شکل 7 مقایسه قبل و بعد از تمیز کردن قسمت پشتی جوش فیله

با توجه به وضعیت سطح تیمار شده در تفاوت در میزان جذب نور، با تنظیم طول موج و سایر پارامترها، لیزر نه تنها می تواند لایه اکسید سطح فلز را تمیز کند، بلکه به سرعت زنگ و رنگ سطح فولاد ضد زنگ را نیز تمیز می کند (شکل 8 را ببینید ~ شکل 9)

شکل 8 تمیز کردن زنگ زدگی تیر بالا

شکل 9 تمیز کردن لاک

تمیز کردن سطوح لیزری نه تنها می تواند لایه اکسیدی ناحیه تحت تاثیر جوش و گرما را به طور کامل حذف کند، بلکه یک لایه غیرفعال سازی جدید برای جلوگیری از زنگ زدگی مجدد تشکیل می دهد. به منظور بررسی مقاومت به خوردگی لایه غیرفعال سازی جدید، یک آزمون مقایسه ای مقاومت به خوردگی در محیط های طبیعی و شبیه سازی شده انجام شد. این آزمایش با تمیز کردن لیزر موضعی دو صفحه آزمایشی انجام شد که برای مشاهده وضعیت زنگ زدگی در محیط های مختلف برای مدتی نگهداری می شدند. وضعیت خوردگی در شکل 10 نشان داده شده است: صفحه آزمایش 1 به مدت 6 ماه در محیط باز در فضای باز قرار داده شد و مشاهده شد که آثار زنگ زدگی زیادی روی سطح تمیز نشده وجود دارد، در حالی که سطح پس از تمیز کردن لیزر فقط کمی زنگ زده بود. . صفحه آزمایش 2 به مدت 6 ماه در فضای بسته در دمای اتاق قرار گرفت و مشاهده شد که رنگ اکسیداسیون طبیعی روی سطح تمیز نشده ظاهر می شود و پس از تمیز کردن لیزر هیچ تغییر رنگ یا زنگ زدگی روی سطح مشاهده نمی شود و همچنان رنگ فلزی دارد.

شکل 10 تصویر نمونه ورق فولادی ضد زنگ پس از تمیز کردن به مدت 6 ماه

فناوری تمیز کردن سطوح لیزری می تواند به سرعت رنگ اکسیداسیون جوش فولاد ضد زنگ و منطقه متاثر از حرارت و همچنین رنگ و زنگ روی سطح فولاد ضد زنگ را حذف کند. تکنولوژی تمیز کردن سطح لیزری می تواند یک لایه غیرفعال سازی جدید با مقاومت در برابر خوردگی خوب تشکیل دهد. سطح فولاد ضد زنگ پس از تمیز کردن لیزر تفاوت رنگ زیادی با سطح اصلی ندارد.

اگر می خواهید اطلاعات بیشتری در مورد MRJ-Laser بدانید، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:

دستگاه های لیزر پاک کننده:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/

ماشین های علامت گذاری لیزری:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/

دستگاه های جوش لیزری:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/