Un siglo después de que el profesor Theodore Harold Maiman inventara el primer láser de rubí del mundo, han aparecido uno tras otro láseres que se pueden utilizar en diversos campos. La aplicación de la tecnología láser ha llevado al rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología en los campos de la medicina, la fabricación de equipos, la medición de precisión y la ingeniería de remanufactura, y ha acelerado el ritmo del progreso social.
En la década de 1980, se irradiaron rayos láser sobre las partes contaminadas de algunos artículos, y las sustancias irradiadas sufrieron una serie de procesos físicos y químicos como vibración, fusión, evaporación y combustión. Los contaminantes de la superficie eventualmente se desprendieron de la superficie de los artículos, logrando la eliminación de los contaminantes. Desde entonces, la gente ha comenzado a estudiar la limpieza con láser. Después de décadas de desarrollo, la tecnología de limpieza por láser ha pasado de la investigación de laboratorio a las aplicaciones de fabricación, y varias máquinas de limpieza por láser han entrado gradualmente en las filas de los equipos de fabricación inteligentes modernos.
1. Comparación de la limpieza láser y los métodos de limpieza tradicionales.
La tecnología de limpieza láser se refiere al uso de pulsos láser de alta frecuencia y alta energía para irradiar la superficie de la pieza de trabajo. La capa de recubrimiento y la capa de contaminación pueden absorber instantáneamente la energía láser enfocada, lo que hace que el aceite, el óxido o el recubrimiento de la superficie se evaporen o se desprendan instantáneamente, y eliminan rápida y eficazmente los accesorios o recubrimientos de la superficie. Los pulsos láser con un tiempo de acción muy corto no dañarán el sustrato metálico bajo los parámetros adecuados. La Figura 1 muestra los fenómenos microscópicos de la limpieza con láser bajo diferentes mecanismos de procesamiento de gasificación y fragmentación por microimpacto.
En comparación con los métodos de limpieza tradicionales, la limpieza con láser tiene algunas ventajas que los métodos de limpieza tradicionales no pueden lograr. La limpieza con láser es un método de limpieza sin contacto que causa poco daño al sustrato. Tiene características de alta flexibilidad, estabilidad y automatización, buena calidad de limpieza, alta precisión y protección ambiental. Es un equipo de limpieza automatizado "verde". La Tabla 1 compara diferentes métodos de limpieza.
2. Composición del sistema de limpieza láser.
Aunque el equipo de limpieza es diferente, los componentes principales son básicamente similares, incluido el sistema de control por computadora, el sistema láser, el sistema de ajuste del haz, etc., consulte la Figura 2. Además, también se incluyen algunos equipos de soporte: como el sistema de purificación y eliminación de polvo. , manipulador, espectrómetro de ruptura inducida por láser (LIBS), sistema de posicionamiento visual y sistema de imágenes térmicas.
Durante la limpieza, el sistema informático desempeña un papel de comunicación central, que controla el láser y el sistema de ajuste de la trayectoria óptica al mismo tiempo. El rayo láser se transmite por fibra óptica y ingresa al sistema de ajuste del rayo. Una vez enfocado el haz, el diámetro del punto alcanza un tamaño muy pequeño y actúa regularmente sobre la superficie de la pieza de limpieza de metal.
3. Amplia aplicación de la tecnología de limpieza láser.
La limpieza con láser se utiliza como proceso de limpieza en la producción industrial, que puede eliminar eficazmente el óxido, la suciedad, la pintura, los depósitos de carbón y diversos revestimientos. Ha sido ampliamente utilizado en diversos campos, como el aeroespacial, los vehículos ferroviarios, la microelectrónica, la protección de reliquias culturales y el tratamiento médico, como se muestra en la Figura
4.Limpieza previa y posterior a la soldadura
La tecnología de limpieza láser se puede utilizar ampliamente en la limpieza previa y posterior a la soldadura de materiales metálicos como aleaciones de aluminio, aleaciones de titanio, acero inoxidable y aleaciones de alta temperatura, lo que puede prevenir eficazmente la generación de defectos como inclusiones y poros. Después de la soldadura, también se puede utilizar para la limpieza por oxidación posterior a la soldadura, de modo que la capa de óxido generada durante el proceso de soldadura se pueda eliminar nuevamente para restaurar el brillo metálico.
Se utilizó tecnología de limpieza láser para limpiar localmente la película de óxido anódico de la aleación de aluminio y la placa de prueba de soldadura limpia se soldó a tope. La calidad de la soldadura se evaluó mediante detección de rayos X y se observó y analizó la estructura metalográfica. El efecto de la eliminación de la película de óxido sobre el rendimiento de la soldadura se probó mediante una prueba de tracción a temperatura ambiente. Como se muestra en la Figura 4, los resultados muestran que la película de óxido anódico se limpió a fondo, la resistencia a la tracción de la junta de aleación de aluminio limpiada con láser fue de 298~303 MPa y el alargamiento de rotura por tracción fue de 6,2%~6,5%. El rango de rendimiento de la soldadura limpiada con láser fue consistente con el de la soldadura raspada mecánicamente. Th
