セオドア・ハロルド・メイマン教授が世界初のルビーレーザーを発明してから1世紀が経ち、さまざまな分野で使えるレーザーが次々に登場しています。レーザー技術の応用により、医療、機器製造、精密測定、再生工学などの分野で科学技術が急速に発展し、社会の進歩のスピードが加速しています。
1980年代、一部の物品の汚染部分にレーザー光線が照射され、照射された物質は振動、溶融、蒸発、燃焼などの一連の物理的・化学的過程を経ました。表面の汚染物質は最終的に品物の表面から剥離し、汚染物質の除去が達成されます。それ以来、人々はレーザー洗浄の研究を始めました。数十年の開発を経て、レーザー洗浄技術は実験室での研究から製造用途に移行し、さまざまなレーザー洗浄機が徐々に現代のインテリジェント製造装置の仲間入りを果たしています。
1. レーザー洗浄と従来の洗浄方法の比較
レーザー洗浄技術とは、高周波および高エネルギーのレーザーパルスを使用してワークピースの表面を照射することを指します。コーティング層と汚染層は、集束されたレーザーエネルギーを瞬時に吸収し、表面の油、錆、コーティングを瞬時に蒸発または剥離させ、表面付着物や表面コーティングを迅速かつ効果的に除去します。非常に短い動作時間のレーザーパルスは、適切なパラメータの下では金属基板を損傷しません。図 1 は、ガス化処理と微小衝撃破砕のさまざまなメカニズムの下でのレーザー洗浄の微視的な現象を示しています。
従来の洗浄方法と比較して、レーザー洗浄には従来の洗浄方法では達成できない利点がいくつかあります。レーザー洗浄は非接触で基板へのダメージが少ない洗浄方法です。高い柔軟性、安定性、自動化特性、優れた洗浄品質、高精度、環境保護を備えています。 「グリーン」な自動洗浄装置です。表 1 は、さまざまな洗浄方法を比較しています。
2. レーザー洗浄装置の構成
洗浄装置は異なりますが、コンピュータ制御システム、レーザー システム、ビーム調整システムなどを含む主要コンポーネントは基本的に類似しています (図 2 を参照)。さらに、塵埃除去および浄化システムなどのいくつかの補助装置も含まれています。 、マニピュレーター、レーザー誘起破壊分光計 (LIBS)、視覚的位置決めシステム、および熱画像システム。
清掃中、コンピューターシステムは中核的な通信の役割を果たし、レーザーと光路調整システムを同時に制御します。レーザー光は光ファイバーで伝送され、ビーム調整システムに入ります。ビームが集束すると、スポット直径は非常に小さなサイズに達し、金属洗浄ワークピースの表面に規則的に作用します。
3. レーザー洗浄技術の幅広い応用
レーザー洗浄は工業生産における洗浄プロセスとして使用されており、錆、汚れ、塗料、炭素堆積物、およびさまざまなコーティングを効果的に除去できます。図に示すように、航空宇宙、鉄道車両、マイクロエレクトロニクス、文化財保護、医療などのさまざまな分野で広く使用されています。
4.溶接前および溶接後の洗浄
レーザー洗浄技術は、アルミニウム合金、チタン合金、ステンレス鋼、高温合金などの金属材料の溶接前および溶接後の洗浄に広く使用でき、介在物や気孔などの欠陥の発生を効果的に防止できます。溶接後は溶接後酸化洗浄にも使用でき、溶接時に発生した酸化皮膜を再度除去し金属光沢を取り戻します。
レーザー洗浄技術を用いてアルミニウム合金の陽極酸化皮膜を局部的に洗浄し、洗浄した溶接試験板を突合せ溶接した。 X線検出により溶接品質を評価し、金属組織を観察・解析しました。酸化皮膜除去が溶接性能に及ぼす影響を室温引張試験により試験した。図4に示すように、陽極酸化皮膜は十分に洗浄され、レーザー洗浄されたアルミニウム合金接合部の引張強さは298~303MPa、引張破断伸びは6.2%~6.5%であったことが結果からわかります。レーザーで洗浄した溶接部の性能範囲は、機械的に削り取った溶接部の性能範囲と一致していました。 Th
