激光清洗_脱漆除锈

《激光清洗_脱漆除锈》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第21卷第11期2005年11月清洗世界CleaningWorldVol121No111Nov.2005·专题讲座·激光清洗———脱漆除锈宋峰刘淑静邹万芳(南开大学物理学院光子学中心,天津300071)摘要在工业和日常生活中经常需要去除物品的油漆和锈蚀,激光清洗对脱漆除锈颇有效果。本文对激光脱漆除锈的基本物理机制进行了简单总结,并介绍了它们的一些应用实例以及在应用中的相关问题。关键词脱漆除锈燃烧气化热振动声波振动中图分类号文献标识码ATH744.5Typicalapplicationoflasercleaning———removalofrustand

2、paintSONGFeng,LIUShujing,ZOUWangfang(PhotonicsCenter,CollegeofPhysicsSciences,NankaiUniversity,Tianjin300071)AbstractItisalwaysnecessarytoremoverustsandpaintsfromthesurfacesofmaterialsinindustryanddailylife.Lasercleaningisplayinganimportantroleinthesefields.Thispapersimplysumma

3、ri2zesthefundamentalmechanismoftheremovalofrustandpaint.Someexamplesisgivenwithrelatedquestionsintheapplications.removalofmustandpaint;combustionvaporization;thermalvibration;acousticvibra2Keywordstion完全清楚,还有待我们的进一步研究目前应用较多的激光脱漆器是由光系统、控制系统和烟尘处理系统四般采用脉冲CO2激光器、Nd:YAG激图1激光脱漆原理示意图2

4、)热冲击与热振动激光束辐照到漆层表面时,有一部分激光被漆层收。被吸收的光在漆层内部的穿透深度x与光强ICO2激光器。自动移光系统是由步冲光栅自动完成传输。控制系统的和操纵脱漆过程并控制光栅的移动提供待除油漆点的光谱和空间位置,去油漆的标准表面的光谱进行比较,制。烟尘处理系统用真空泵自动收发的油漆和固体颗粒,再采用湿润或-ax从朗伯定律I=I0e,a为吸收系数。一般来说金材料的吸收系数a为107m-1～108m-1,但油漆等质的吸收系数相对较小,如某油漆a=106m-1。然,由于激光束在漆层中的穿透深度只有几微米。·40·清洗世界第21卷要完成整架飞机

5、的脱漆任务还有些困难。因此,近年来国内外有多家研究机构在飞机蒙皮激光脱漆方面开展了研究工作。美国、德国、日本的学者进行了卓有成效的研究。其中美国新泽西州的一家公司采用一种专用的脉冲CO2激光器来烧蚀漆层。该激光系统可以每一脉冲将0.005mm厚的漆层气化而基底仍保持冷态,不会受到损伤。而且这种激光的光束面积大,在1h内可以将厚度1mm、面积36m2的漆层完全剥离,并有真空系统及过滤器对废渣进行处理。如果我们采用多个激光系统,一架波音737飞机的漆层预计可以在32h内将完全退除。美国犹它州的希尔空军基地用激光来剥离F-16飞机的复合材料雷达罩上的漆层已

6、有多年。这种工艺的优点是成本低、基体无损伤、干净、操作完全自动化。同传统的溶剂系统和喷砂法相比,激光除漆不会造成环境污染,并且激光束易于控制,且能除掉不规则表面上的漆层。我们仅仅分析一下飞机蒙皮脱漆的国内市场,就能证明激光脱漆技术具有光明的应用前景。据统计截至2002年,中国民航已拥有441架客机。而且预计在未来20年内,我国需要起飞重量100t左右的大型飞机1500余架。中国航空工业第一集团发布的报告则称,到2023年我国客货运输机将达2769架。如术只要一次性投入,其运行成本明显低于目前使用的各种脱漆法。2除锈激光除锈应用的范围是非常广泛的。比如

7、桥梁、电视发射塔、高压输电线路的铁架等高架建筑物的表层锈蚀、镀锌板表面的红锈、铜材表面的氧化层等。如果利用传统的除锈方法进行清除,工程庞大而复杂,并且锈粉不仅有害于工人的身体健康,而且严重污染环境。而激光在这方面却大显身手,可以高效快捷的除去金属表面或角落的锈蚀,并且防止进一步氧化。激光除锈的基本理论是:激光是一种能量、脉冲宽度和重复频率等都可控制的光源,当在适当的功率密度下辐照到被处理物件表面时,利用物件表面锈斑与基底热参数的差别,可使锈斑迅速气化。理论计算表明,调Q脉冲激光作用深度远比毫秒级脉冲激光的作用深度浅,所以使用调Q脉冲激光可避免72物件

8、的深部损伤。此外,当功率密度超过10W/cm时,激光产生非常显著的冲击波,冲击波的反冲力也能有效地清除金属的