Lasersko čišćenje uklanja rđu i poboljšava otpornost na oksidaciju
Nov 24, 2023
Lasersko uklanjanje rđe koristi laser za uklanjanje rđe, a hrđa se trenutno zagrijava i isparava kako bi se postigla svrha uklanjanja rđe. U poređenju sa tradicionalnim postupkom uklanjanja rđe, lasersko uklanjanje rđe ne samo da može ukloniti rđu, već i "usputno" poboljšati svojstva materijala, kao što je poboljšanje otpornosti na oksidaciju, tvrdoću, hrapavost, pasivizaciju, itd., sve dok su parametri lasera dovoljno podešeni Sa preciznošću, ova specifična svrha se može postići.
U laserskom uklanjanju rđe, gustina laserske energije je vrlo važan parametar. Što je veća gustoća energije lasera, to je trenutno viša temperatura. Kako se gustoća energije lasera povećava, vrijednost koja tek dostiže nivo uklanjanja rđe naziva se prag čišćenja. Vrijednost koja tek dostiže nivo uklanjanja rđe naziva se prag čišćenja. Vrijednost koja oštećuje osnovni metal naziva se prag oštećenja. U operacijama laserskog čišćenja, gustina laserske energije mora biti veća od praga čišćenja i manja od praga oštećenja, tako da se rđa može ukloniti bez oštećenja osnovnog metala. Optimalna vrijednost je 80% praga oštećenja, čime se može postići najbolji efekat uklanjanja rđe i najveća efikasnost uklanjanja rđe. Ako želite poboljšati druga svojstva metalnih materijala, gustoća energije lasera mora biti između 0,8 i 1,2 puta od praga oštećenja.
Tačka topljenja ugljeničnog čelika je 1470 stepeni. Kada dostigne 1300 stepeni, površina ugljeničnog čelika će se rešetkati i formirati gusti sloj oksida. To je ujednačena, mala debljina, ćelijska dendritična struktura "poplata", može poboljšati otpornost na koroziju i otpornost na oksidaciju površina od ugljičnog čelika, što je vrlo važno u stvarnoj industrijskoj proizvodnji. Može efikasno zaštititi metalnu matricu, smanjiti stopu rđe i istovremeno poboljšati mehanička svojstva.
Napravili smo eksperiment koristeći a100-watt laserska mašina za čišćenjeza uklanjanje oksida s površine aluminijskih legura i poboljšanje otpornosti metala na oksidaciju. Prečnik laserske tačke je 70 um, a gustina laserske energije je 1,1 puta veća od praga oštećenja. Nakon eksperimentalnog rada, SEM je korišten za promatranje stanja nakon uklanjanja rđe, te je utvrđeno da su na površini nastale mikro-nano strukture. Ova struktura ima određeni utjecaj na hidrofobnost, hrapavost i brzinu apsorpcije svjetlosti materijala. U poređenju sa originalnim 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 laserskih parametara možemo dobiti željenu hrapavost, a utvrđeno je da je hrapavost metalne površine usko povezana sa brzinom skeniranja. Što je veća brzina skeniranja, to je manja hrapavost.
4. Brzina apsorpcije svjetlosti je znatno povećana jer metalna površina gubi svoj metalni sjaj, smanjuje svjetlost koja se reflektira na metalnoj površini i upija više svjetla.
Rđa je sloj porozne strukture. Vlaga i kiseonik će kontinuirano prodirati u podlogu i uzrokovati dalju koroziju, što dovodi do "Matthewovog efekta" korozije. Korozija će biti ubrzana na mjestima sa blagom korozijom. Nakon korozije, mehanička svojstva će se znatno smanjiti, što može lako uzrokovati nesreće. Ako se poboljšaju antioksidacijska svojstva metalne površine i doda sloj boje, vjerovatnoća hrđe se može znatno smanjiti. U poređenju sa tradicionalnim uklanjanjem rđe pjeskarenjem i uklanjanjem rđe kemijskim dekamentiranjem, lasersko uklanjanje rđe može ne samo ukloniti rđu, već i usput dodati "zaštitni premaz". Iz perspektive efikasnosti uklanjanja rđe, lasersko uklanjanje rđe sada može doseći maksimalno 60 kvadratnih metara/sat, što je slično efikasnosti uklanjanja rđe pjeskarenjem, ali nije dovoljno visoko. Što se tiče troškova, lasersko uklanjanje rđe zahtijeva jednokratnu kupovinu mašine, koja u kasnijoj fazi košta više. Manje je potrošnog materijala, a cijena jednog uklanjanja rđe je otprilike ista ili čak niža od cijene pjeskarenja. Nema problema u zaštiti životne sredine, a lako je realizovati automatizaciju robota. Kod uklanjanja rđe na velikim površinama izračunajte troškove zaštite okoliša i troškove rada. Lasersko uklanjanje Troškovi rđe su nadmašili druge metode uklanjanja rđe.
