Lasersko čišćenje uklanja hrđu i poboljšava otpornost na oksidaciju
Nov 24, 2023
Lasersko uklanjanje hrđe koristi laser za uklanjanje hrđe, a hrđa se trenutno zagrijava i isparava kako bi se postigla svrha uklanjanja hrđe. U usporedbi s tradicionalnim postupkom uklanjanja hrđe, lasersko uklanjanje hrđe može ne samo ukloniti hrđu, već i "slučajno" poboljšati svojstva materijala, poput poboljšanja otpornosti na oksidaciju, tvrdoće, hrapavosti, pasivizacije itd., sve dok su parametri lasera dovoljno postavljeni Uz preciznost, ova se specifična svrha može postići.
U laserskom uklanjanju hrđe, gustoća laserske energije vrlo je važan parametar. Što je veća gustoća energije lasera, to je viša temperatura postignuta trenutno. Kako se gustoća laserske energije povećava, vrijednost koja tek dosegne razinu uklanjanja hrđe naziva se pragom čišćenja. Vrijednost koja tek dosegne razinu uklanjanja hrđe naziva se pragom čišćenja. Vrijednost koja oštećuje osnovni metal naziva se pragom oštećenja. U operacijama laserskog čišćenja, gustoća laserske energije mora biti veća od praga čišćenja i manja od praga oštećenja, tako da se hrđa može ukloniti bez oštećenja osnovnog metala. Optimalna vrijednost je 80% praga oštećenja, čime se može postići najbolji učinak uklanjanja hrđe i najveća učinkovitost uklanjanja hrđe. Ako želite poboljšati druga svojstva metalnih materijala, gustoća laserske energije mora biti između 0,8 puta i 1,2 puta praga oštećenja.
Talište ugljičnog čelika je 1470 stupnjeva. Kada dosegne 1300 stupnjeva, površina ugljičnog čelika će se rešetkati i formirati gusti oksidni sloj. To je ujednačena stanična dendritička struktura "plating" male debljine, koja može poboljšati otpornost na koroziju i oksidaciju površina ugljičnog čelika, što je vrlo važno u stvarnoj industrijskoj proizvodnji. Može učinkovito zaštititi metalnu matricu, smanjiti stopu hrđe i poboljšati mehanička svojstva u isto vrijeme.
Izveli smo eksperiment koristeći a100-watt laserski stroj za čišćenjeza uklanjanje oksida s površine aluminijskih legura i poboljšanje otpornosti metala na oksidaciju. Promjer laserske točke je 70 um, a gustoća laserske energije je 1,1 puta veća od praga oštećenja. Nakon eksperimentalnog rada, SEM je korišten za promatranje stanja nakon uklanjanja hrđe, te je utvrđeno da su na površini stvorene mikro-nano strukture. Ova struktura ima određeni utjecaj na hidrofobnost, hrapavost i brzinu apsorpcije svjetla materijala. U usporedbi s izvornim materijalom:
1. Hidrofobnost se smanjuje, a pod različitim parametrima, hidrofobnost se jako mijenja.
2. Poboljšana mehanička svojstva i poboljšana otpornost na tlačnu deformaciju.
3. Povećana hrapavost. Postavljanjem parametara lasera možemo dobiti željenu hrapavost, a utvrđeno je da je hrapavost metalne površine usko povezana s brzinom skeniranja. Što je veća brzina skeniranja, manja je hrapavost.
4. Stopa apsorpcije svjetla se znatno povećava jer metalna površina gubi svoj metalni sjaj, smanjuje se svjetlost koja se reflektira na metalnoj površini i apsorbira više svjetlosti.
Hrđa je sloj porozne strukture. Vlaga i kisik neprestano će prodirati u podlogu i uzrokovati daljnju koroziju, što dovodi do "Matthewovog efekta" korozije. Korozija će se ubrzati na mjestima s blagom korozijom. Nakon korozije, mehanička svojstva bit će znatno smanjena, što može lako uzrokovati nesreće. Ako se poboljšaju antioksidacijska svojstva metalne površine i doda sloj boje, vjerojatnost hrđe može se znatno smanjiti. U usporedbi s tradicionalnim uklanjanjem hrđe pjeskarenjem i uklanjanjem hrđe kemijskim dekapiranjem, lasersko uklanjanje hrđe može ne samo ukloniti hrđu, već usput dodati i "zaštitni sloj". Iz perspektive učinkovitosti uklanjanja hrđe, lasersko uklanjanje hrđe sada može doseći maksimalno 60 kvadratnih metara/sat, što je slično učinkovitosti uklanjanja hrđe pjeskarenjem, ali nije dovoljno visoko. Što se tiče troškova, lasersko uklanjanje hrđe zahtijeva jednokratnu kupnju stroja, što u kasnijoj fazi košta više. Manje je potrošnog materijala, a cijena jednog uklanjanja hrđe je otprilike ista ili čak niža od cijene pjeskarenja. Nema problema u zaštiti okoliša, a automatizaciju robota je lako realizirati. U uklanjanju hrđe na velikim površinama izračunajte troškove zaštite okoliša i troškove rada. Lasersko uklanjanje Cijena hrđe nadmašila je druge metode uklanjanja hrđe.
