الفولاذ المقاوم للصدأ سطح التنظيف بالليزر البحوث والتكنولوجيا

الفولاذ المقاوم للصدأ سطح التنظيف بالليزر البحوث والتكنولوجيا

يقدم هذا البحث المفهوم والمبدأ الأساسي لتقنية التنظيف بالليزر، ويستخدم المنهج التجريبي لدراسة تأثير التنظيف بالليزر لسطح الفولاذ المقاوم للصدأ. يظهر الاختبار أن تقنية تنظيف السطح بالليزر يمكنها إزالة لون الأكسدة بسرعة من اللحامات الفولاذ المقاوم للصدأ والمنطقة المتأثرة بالحرارة وكذلك الطلاء والصدأ على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ ، ويمكن أن تشكل طبقة تخميل جديدة.

المبدأ الأساسي لتكنولوجيا التنظيف بالليزر

تشير تقنية التنظيف بالليزر إلى استخدام سطح عمل تشعيع شعاع الليزر عالي الطاقة ، بحيث يحدث سطح الأوساخ أو بقع الصدأ أو الطلاء التبخر أو التجريد الفوري ، والإزالة الفعالة عالية السرعة لالتصاق سطح كائن التنظيف أو طلاء السطح ، وذلك لتحقيق عملية نظيفة.

يشار إلى أشعة الليزر، جنبا إلى جنب مع حزم الإلكترونات والحزم الأيونية، مجتمعة باسم الحزم عالية الطاقة. السمة المشتركة هي أن الحزم تحمل طاقة عالية للإرسال في الفضاء. من خلال التركيز ، يمكن الحصول على التشعيع بكثافة طاقة تتراوح بين 104-1015 واط / سم مربع بالقرب من النقطة البؤرية ، وهي مصدر الحرارة بأعلى كثافة. . يتميز الليزر بخصائص السطوع العالي والاتجاه العالي وأحادية اللون العالية والتماسك العالي ، والتي لا مثيل لها من قبل مصادر الضوء العادية. باستخدام السطوع العالي لليزر ، بعد التركيز بواسطة العدسة ، يمكن توليد درجة حرارة بآلاف أو حتى عشرات الآلاف من الدرجات بالقرب من التركيز. تمكن الاتجاه العالي لليزر من نقل الليزر بكفاءة عبر مسافات طويلة. أحادية اللون لليزر عالية للغاية والطول الموجي أحادي اللون ، مما يفضي إلى التركيز واختيار الطول الموجي. ينتقل ضوء الليزر المنبعث من الليزر من الألياف البصرية إلى عدسة التركيز البؤري ، وبعد التركيز ، يصل إلى سطح قطعة العمل المراد تنظيفها من الفتحة الداخلية للفوهة. عادة ما يتم استخدام فوهة ، بمساعدة فوهة فتحة صغيرة متحدة المحور مع الليزر لنفخ غاز تحت الضغط في منطقة التنظيف. يتم توفير الغاز بواسطة مصدر الغاز المساعد ، وتتمثل مهمته الرئيسية في منع تلوث العدسة بالبقع والدخان ، وتنقية سطح قطعة العمل وتعزيز التأثير الحراري لليزر والمادة.

كما هو موضح في الشكل 1 ، بعد امتصاص طاقة الليزر ، يتم تبخير الملوثات الموجودة على سطح الجسم وتطايرها ، أو يتم تسخينها وتوسيعها على الفور للتغلب على قوة الامتزاز للسطح على الجسيمات ، بحيث يمكن فصلها عن سطح الجسم ، وبالتالي تحقيق الغرض من التنظيف. في الوقت الحاضر ، هناك بعض الخلافات حول آلية التنظيف بالليزر ، ولكن معظم الآليات يمكن أن تفسر بشكل معقول بعض الظواهر في تجارب التنظيف بالليزر ، والتي تشمل عموما تحلل التبخير بالليزر ، والتقشير بالليزر ، والتمدد الحراري لجزيئات الأوساخ ، واهتزاز سطح الركيزة وهناك أربعة جوانب لاهتزاز الجسيمات. علاوة على ذلك ، غالبا ما يكون التنظيف بالليزر نتيجة للعمل المتزامن لآليات متعددة.

الشكل 1 مبدأ التنظيف بالليزر

تختلف آلية التنظيف بالليزر وفقا للالتصاق السطحي والمعلمات الفيزيائية الحرارية للركيزة في الحجم. عندما يختلف الالتصاق السطحي والمعلمات الحرارية الفيزيائية الحرارية لمادة الركيزة اختلافا كبيرا ، تشمل آلية التنظيف بالليزر: تبخير الاستئصال والاهتزاز الحراري وآلية الصدمة الحرارية وآلية التحطيم الصوتي ، مثل طلاء التنظيف بالليزر وطبقة المطاط. عندما لا تختلف الالتصاق السطحي والمعلمات الفيزيائية الحرارية لمادة الركيزة ، بشكل رئيسي آلية تبخير الاستئصال في العمل ، مثل إزالة الصدأ بالليزر.

الفولاذ المقاوم للصدأ لحام سطح اختبار اختبار

إن الإنتاج الضخم طويل الأجل لشركتي لجسم T4003 من الفولاذ المقاوم للصدأ للسيارة ، ومعظم جسم الفولاذ المقاوم للصدأ ، ومواد الفولاذ المقاوم للصدأ في اللحام ، والأجزاء المحلية بسبب فجوة التجميع سيئة للغاية ، مما يؤدي إلى مدخلات حرارية كبيرة ، خاصة عند استخدام لوحة رقيقة تبلغ حوالي 3 مم ، سيؤدي إلى أكسدة السطح بالقرب من لحام الفولاذ المقاوم للصدأ واللحام الخلفي ، تدمير طبقة التخميل الأصلية للمادة ، بحيث يتم تقليل مقاومة تآكل المواد أو حتى فشلها. بعض المنتجات ذات المظهر الفولاذي المقاوم للصدأ لا تتطلب الطلاء أو طلاء ورنيش الألوان الشفاف ، فإن الأكسدة المفرطة الناجمة عن اختلاف اللون ستؤثر بشكل خطير على الجمال العام للسيارة. يحدث الإفراط في أكسدة لحام الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل رئيسي على السطح الخارجي للجسم ، مثل الجدار الجانبي ولوحة الجدار الجانبي السفلي وأجزاء أخرى ، وخاصة أجزاء اتصال الجدار الجانبي ولوحة الجدار النهائي (الجدار النهائي المتقاطع) ، كما هو موضح في الشكل 2.

الشكل 2 الفولاذ المقاوم للصدأ الجسم السطح الخارجي لحام الحرارة تتأثر المنطقة الأكسدة المفرطة

وفقا لتوصيات معيار AWS D18.2 ومعيار AS 1554.6، يسمح لسطح منطقة اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة بأن يحتوي على أكاسيد خفيفة بلون القش، ولا تفي العينات 1 ~ 3 في الشكل 3، الأكاسيد الزرقاء والبنية والسوداء بالمتطلبات. بالإضافة إلى أكسدة اللحام وجسم الفولاذ المقاوم للصدأ في إنتاج الصدأ المحلي أو الملوثات الأخرى وغيرها من المشاكل، يعتزم المشروع التحقق من استخدام تقنية تنظيف الأسطح بالليزر للتخلص من الأكسدة المفرطة والصدأ والشوائب الأخرى على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، ومقاومة التآكل للسطح المعالج من خلال طريقة الاختبار.

الشكل 3 عينات تغير لون أكسدة أكسدة المنطقة المتأثرة بالحرارة والفولاذ المقاوم للصدأ (AWS D18.2:2009)

(1) تختار عملية الاختبار جهاز تنظيف بالليزر محمول باليد بقوة 65 واط ، من خلال تعديل المعلمة ، ويمكن الحصول على تأثيرات مختلفة ، وتظهر تأثيرات معالجة مختلفة تحت معلمات مختلفة في الشكل 4 ، من خلال العديد من الاختبارات ، من أجل تحقيق حالة السطح المثالية ، إعدادات المعلمة المعقولة هي كما يلي:

(1) قوة الليزر: 65W.

(2) الصدفة الموضعية: 1.2.

(3) عرض النبض: 30 ~ 240ns.

(4) نبض الطاقة: 0.1 ~ 0.8mJ، الطاقة المثلى 0.1 ~ 0.2mJ.

الشكل 4 اختبار تنظيف سطح عينة الفولاذ المقاوم للصدأ

(2) تمكنت نتائج الاختبار من إزالة جميع طبقات الأكسيد من منطقة اللحام والحرارة المتأثرة بعد المعالجة بواسطة جهاز التنظيف بالليزر تحت المعلمات المذكورة أعلاه ، كما هو موضح في الشكل 5 ~ الشكل 7.

الشكل 5 مقارنة بين قبل وبعد تنظيف لحامات المؤخرة

الشكل 6 مقارنة بين التنظيف الأمامي للحامات الشرائح قبل وبعد

الشكل 7 مقارنة بين قبل وبعد تنظيف الجانب الخلفي من لحام شرائح

وفقا لحالة السطح المعالجة على الفرق في معدل امتصاص الضوء ، من خلال ضبط الطول الموجي والمعلمات الأخرى ، لا يمكن لليزر تنظيف طبقة أكسيد سطح المعدن فحسب ، بل يمكنه أيضا تنظيف صدأ سطح الفولاذ المقاوم للصدأ والطلاء بسرعة (انظر الشكل 8 ~ الشكل 9)

الشكل 8 تنظيف صدأ الشعاع الجانبي العلوي

الشكل 9 تنظيف الورنيش

لا يمكن لتنظيف السطح بالليزر إزالة طبقة الأكسيد من منطقة اللحام والحرارة المتأثرة باللحام والحرارة فحسب ، بل يمكن أيضا تشكيل طبقة تخميل جديدة لمنع الصدأ مرة أخرى. من أجل التحقق من مقاومة التآكل لطبقة التخميل الجديدة ، تم إجراء اختبار مقارنة لمقاومة التآكل في البيئات الطبيعية والمحاكاة. تم إجراء الاختبار عن طريق التنظيف بالليزر المحلي لوحين اختبار ، تم تخزينهما في بيئات مختلفة لفترة من الوقت لمراقبة حالة الصدأ. تظهر حالة التآكل في الشكل 10: تم وضع لوحة الاختبار 1 في البيئة المفتوحة في الهواء الطلق لمدة 6 أشهر ، ولوحظ أن هناك الكثير من آثار الصدأ على السطح غير النظيف ، في حين أن السطح كان صدئا قليلا فقط بعد التنظيف بالليزر. تم وضع لوحة الاختبار 2 في الداخل في درجة حرارة الغرفة لمدة 6 أشهر ، ولوحظ أن لون الأكسدة الطبيعي ظهر على السطح غير النظيف ، ولم يلاحظ أي تغير في اللون أو الصدأ على السطح بعد التنظيف بالليزر ، وكان لا يزال معدنيا في اللون.

الشكل 10 صورة لعينة من ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ بعد التنظيف لمدة 6 أشهر

يمكن لتقنية تنظيف الأسطح بالليزر إزالة لون الأكسدة للحام الفولاذ المقاوم للصدأ والمنطقة المتأثرة بالحرارة بسرعة بالإضافة إلى الطلاء والصدأ على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ ؛ يمكن أن تشكل تقنية تنظيف سطح الليزر طبقة تخميل جديدة مع مقاومة جيدة للتآكل ؛ سطح الفولاذ المقاوم للصدأ بعد التنظيف بالليزر ليس له اختلاف كبير في اللون مع السطح الأصلي.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد من المعلومات حول MRJ-Laser، يرجى زيارة:

آلات التنظيف بالليزر:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/

آلات وضع العلامات بالليزر:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/

آلات اللحام بالليزر:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/