Основной принцип удаления лазерной ржавчины:
Ключ к эффективности удаления лазерной ржавчины заключается не в «сжигании» ржавчине, а в его «фотоакустическом эффекте».
Лазерное поглощение слоем ржавчины:Rust (fe₂o₃, fe₃o₄) имеет высокую скорость поглощения для лазеров конкретных длин волн (таких как инфракрасный свет 1064 нм), в то время как субстрат чистого металла обладает высокой отражательной способностью.
Быстрое преобразование энергииПосле мгновенного поглощения высокой энергии слой ржавчины испытывает быстрое повышение температуры, вибрирующее, испаривание и превращение в плазму.
Мгновенное отшелушивание: Эти нагретые, расширяющиеся материалы генерируют ударные волны, которые «отрываются» или отшелушивают слой поверхности ржавчины. Субстрат, однако, отражает большую часть энергии, оставаясь в основном неповрежденной.
В - Анализ глубины: типы ржавений и совместимость с лазером
1. Красная ржавчина (Fe₂o₃)
Характеристики: Свободный и пористый, обычно расположенный на поверхности материала («плавающая ржавчина»). Он имеет слабую связь с субстратом.
Сложность очистки: Легкий.
Причина: Его свободная конструкция позволяет лазерной энергии легко проникать и быстро удалить ее. Даже лазеры с низкой плотностью энергии могут эффективно удалить его.
2. Черная ржавчина (fe₃o₄)
Характеристики:Плотный, жесткий и стабильный, обычно указывает на то, что окисление проникло глубоко в субстрат и сильно связан с ним. Часто это произведение дальнейшего окисления или длинного - термина коррозии красной ржавчины в определенных условиях.
Сложность очистки: Чрезвычайно сложно.
Причина:
Плотность:Плотная структура затрудняет проникновение лазера и полностью удалить ее за один раз.
Адгезия: Сильно связан с субстратом, требуя более высокой плотности энергии, чтобы разбить эту связь.
Проблема глубины: Черная ржавчина часто «укоренилась» глубоко в подложку. В качестве технологии обработки поверхности лазерная обработка имеет ограниченную глубину действия. Даже если поверхность очищается, оксид железа внутри может появиться на поверхности вскоре после, образуя новую ржавчину.
Выбор лазерного типа: Почему «непрерывные» лазеры уступают «пульсным» лазерам
Непрерывная лазерная работа: Непрерывно выводит энергию, например, непрерывно нагревается «паяльный железо».
Недостатки: Тепло накапливается и проводится непрерывно. При удалении ржавчины большое количество тепла переносится на металлический субстрат, вызывая перегрев, деформацию и даже повреждение. У него не хватает мгновенного воздействия, чтобы удалить твердую черную ржавчину.
Приложения:Редко используется для точного удаления ржавчины, но может использоваться для большой области-, толстой и свободной ржавчины, где повреждение субстрата не является проблемой.
Пульсированный лазер (основной выбор)
Операция:Мгновенно выпускает высокую энергию в чрезвычайно коротких импульсах (наносекунд, пикосекунд или даже фемтосекунд), как высокая - частота «молоток».
Преимущества:Каждый импульс длится только короткое время, предотвращая передачу тепла на субстрат, достигая «холодной обработки» и защиты подложки. Кроме того, мгновенная высокая плотность мощности генерирует мощную ударную волну, эффективно удаляя загрязняющие вещества.
В импульсных лазерах Spot Pattern (Single - mode/multi - mode) имеет решающее значение:
Многомодовые импульсные лазеры:
Место:Распределение энергии неравномерное, с формой «седло» или «плоской - верхней», а пятно обычно большое.
Плотность энергии:Относительно низкий.
Приложения:Идеально подходит для очистки больших, слабо прилипших загрязнений, таких как поверхностная ржавчина (красная ржавчина), краска, покрытия и масляные пятна. Высокоэффективная и относительно низкая стоимость.
Single - режим пульсированных лазеров
Место:Энергия имеет идеальное гауссовое распределение (самое яркое в центре, уменьшаясь к краям), что позволяет сосредоточиться на чрезвычайно маленьком месте.
Плотность энергии:Чрезвычайно! Это потому, что энергия сосредоточена в очень маленьком месте.
Приложения:Идеально подходит для чистки упрямых загрязнений.
Красная ржавчина:Легко удаляется.
Черная ржавчина:Благодаря чрезвычайно высокой плотности энергии и мощной проникающей мощностью, одиночные - Импульсные лазеры являются единственным типом лазера, способного удалять черную ржавчину. Они могут сломать плотные черные слои ржавчины.
Однако у него есть ограничения:Даже высокий - Power Single - режим режима может не иметь возможности полностью удалить черную ржавчину, которая проникла глубоко в подложку. Он может очень чисто и красиво очистить поверхность, но не может изменить окисленное состояние субстрата внутри.
