激光清洗技术发展前景无限
通常认为,激光清洗是利用一定波长(1064nm)的脉冲激光所产生的高频率振动,把物体表面的附着物震碎;利用激光所产生的瞬间高温使附着物剥离基材表面,从而达到清洗的目的。
激光清洗的对象包括任意材料表面的污染层、油漆层、锈蚀层、附着层等。其应用主要包括:模具清洗、金属表面漆层以及焊接点的清除、氧化物,油污油渍的清除、历史文物古迹的恢复及保存等。
激光清洗是通过克服基底材料与表面附着物的结合力来达到去除效果。主要作用机理包括以下几个方面:
1、激光压力的去除作用:该压力作用在附着物上,参与清洗过程,由于一般来说相较大气压,光压要小几个数量级,因此其作用可忽略不计;
2、液体飞溅的去除作用:附着物亚表层未达到气化温度而以液体薄层的形式瞬间存在,而表层气体的瞬间膨胀产生的反作用力和工艺气体的喷吹力,迫使液态附着物飞溅,从而达到去除效果;
3、气化蒸发的去除作用:激光能量使得基材上附着物气化或者蒸发;
4、热应力去除:附着物因温度的急剧变化,而产生的热膨胀,产生巨大的加速度,从而获得可观的热效应。通过热应力对抗吸附力,达到去除效果;
5、等离子体的去除作用:高能量密度的激光产生的瞬时高温会在附着物与基底材料之间产生高温气体,该气体继续吸收激光能量形成高温等离子体,等离子体吸收能量瞬间膨胀产生爆炸,爆炸产生的冲击波击碎附着层;
6、软烧蚀的去除作用:激光软烧蚀定义为在低功率密度激光的照射下,材料表层因各种机制引起材料的质量迁移、消蚀或散失等现象。软烧蚀常发生在有机附着层的激光清洗中,其作用过程主要是化学反应。
脉冲式的Nd:YAG激光清洗的过程依赖于激光器所产生的光脉冲的特性,基于由高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互作用所导致的光物理反应。其物理原理可概括如下:
1、激光器发射的光束被需处理表面上的污染层所吸收;
2、大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体(高度电离的不稳定气体),产生冲击波;
3、冲击波使污染物变成碎片并被剔除;
4、光脉冲宽度必须足够短,以避免使被处理表面遭到破坏的热积累;
5、实验表明当金属表面上有氧化物时,等离子体产生于金属表面。
等离子体只在能量密度高于阈值的情况下产生,这个阈值取决于被去除的污染层或氧化层。这个阈值效应对在保证基底材料安全的情况下进行有效清洁非常重要。等离子体的出现还存在第二个阈值。如果能量密度超过这一阈值,则基底材料将被破坏。为保证在基底材料安全的前提下进行有效的清洁,必须根据情况调整激光参数,使光脉冲的能量密度严格处于两个阈值之间。
西安莱克斯光电科技有限公司作为国内较早从事激光清洗设备制造商之一,持续推进激光清洗设备关键技术研发,从长焦深、大视场、高能量、免维护等方面进行技术升级;已经在汽车底盘、汽车车架、焊接接缝等方面开展应用,并给客户提供最适合的全套行业清洗解决方案。欢迎您来电咨询、参观、寄样,我们期待着您的光临。
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