Основният принцип на отстраняването на лазерна ръжда:
Ключът към ефективността на премахването на лазерната ръжда се крие не в „изгарянето“ на ръжда, а в неговия „фотоакустичен ефект“.
Лазерно усвояване от слоя на ръждата:Rust (Fe₂o₃, Fe₃o₄) има висока скорост на абсорбция за лазери със специфични дължини на вълната (като 1064 nm инфрачервена светлина), докато чистият метален субстрат има висока отразяваща способност.
Бързо преобразуване на енергия: След незабавно поглъщане на висока енергия, слоят на ръждата изпитва бързо повишаване на температурата, вибрира, изпарява и се трансформира в плазма.
Мигновена ексфолиране: Тези отопляеми, разширяващи се материали генерират ударни вълни, които „взривяват“ или ексфолират слоя на повърхностната ръжда. Субстратът обаче отразява по -голямата част от енергията, оставайки до голяма степен неповредена.
В - Анализ на дълбочината: Типове ръжда и лазерна съвместимост
1. Червена ръжда (Fe₂o₃)
Характеристики: Разхлабена и пореста, обикновено разположена на повърхността на материала ("плаваща ръжда"). Той има слаба връзка със субстрата.
Трудност на почистване: Лесно.
Причина: Разхлабената му структура позволява на лазерната енергия лесно да проникне и бързо да я премахне. Дори лазерите с ниска енергийна плътност могат ефективно да я премахнат.
2. Черна ръжда (fe₃o₄)
Характеристики:Плътна, твърда и стабилна, обикновено показва, че окисляването е проникнало дълбоко в субстрата и е силно свързано с него. Често е продукт на по -нататъшно окисляване или дълъг - термин корозия на червената ръжда при специфични условия.
Трудност на почистване: Изключително трудно.
Причина:
Плътност:Плътната структура затруднява проникването на лазера и напълно го премахне в един ход.
Адхезия: Силно свързан към субстрата, като изисква по -висока плътност на енергията да се разруши тази връзка.
Проблем с дълбочината: Черната ръжда често има „вкоренена“ дълбоко в субстрата. Като технология за повърхностно лечение, лазерната обработка има ограничена дълбочина на действие. Дори и повърхността да се почисти, железен оксид вътре може да се появи отново на повърхността скоро след това, образувайки нова ръжда.
Избор на лазерен тип: Защо "непрекъснатите" лазери са по -ниски от "импулсните" лазери
Непрекъсната лазерна работа: Непрекъснато извежда енергия, като непрекъснато нагрято „запояване на желязо“.
Недостатъци: Топлината се натрупва и провежда непрекъснато. Докато премахва ръжда, голямо количество топлина се прехвърля в металния субстрат, причинявайки прегряване, деформация и дори увреждане. Липсва му моменталната сила на въздействие за отстраняване на твърдо свързана черна ръжда.
Приложения:Рядко се използва за прецизно отстраняване на ръжда, но може да се използва за голяма зона -, дебела и разхлабена отстраняване на ръжда, където увреждането на субстрата не представлява проблем.
Импулсен лазер (мейнстрийм избор)
Операция:Моментално освобождава висока енергия в изключително къси импулси (наносекунда, пикосекунда или дори фемтосекунда), като високо - честота "чук".
Предимства:Всеки импулс продължава само за кратко време, предотвратявайки прехвърлянето на топлината в субстрата, постигайки „студена обработка“ и защитава субстрата. Освен това, мигновената плътност на мощността генерира мощна ударна вълна, ефективно отстранява замърсителите.
В импулсни лазери, моделът на спот (режим -/multi - режим) е от решаващо значение:
Мултимодни импулсни лазери:
Място:Разпределението на енергията е неравномерно, с форма на "седло" или "плоска -", а мястото обикновено е голямо.
Енергийна плътност:Сравнително нисък.
Приложения:Идеален за почистване на големи, слабо прилепнали замърсители като повърхностна ръжда (червена ръжда), боя, покрития и петна от масло. Високо ефективни и сравнително ниска цена.
Единични - режим Импулсни лазери
Място:Енергията има перфектно гаусско разпределение (най -ярко в центъра, намалявайки към краищата), което му позволява да се фокусира към изключително малко място.
Енергийна плътност:Изключително високо! Това е така, защото енергията е концентрирана на много малко място.
Приложения:Идеален за почистване на упорити замърсители.
Червена ръжда:Лесно се отстранява.
Черна ръжда:Със своята изключително висока енергийна плътност и мощна проникваща мощност, единичните - импулсни лазери са единственият тип лазер, способен да премахне черна ръжда. Те могат да разрушат плътните слоеве на черна ръжда.
Той обаче има ограничения:Дори висок - мощност единичен - лазер може да не е в състояние напълно да премахне черна ръжда, проникнала дълбоко в субстрата. Той може да почисти повърхността много чисто и красиво, но не може да промени окисленото състояние на субстрата вътре.
