La limpieza con láser es un método eficaz para eliminar la superficie sólida de diferentes materiales y tamaños de partículas sucias y capas de película. A través del alto brillo y el buen láser direccional continuo o pulsado, a través del enfoque óptico y la conformación del punto para formar una forma de punto específica y la distribución de energía del rayo láser, irradiado a la superficie del material contaminado a limpiar, los materiales contaminantes adheridos absorben el láser. energía, producirá una serie de procesos físicos y químicos complejos como vibración, fusión, combustión e incluso gasificación, y finalmente eliminará el contaminante de la superficie del material. Incluso si la acción del láser sobre la superficie limpia, la gran mayoría se refleja Apagado, el sustrato no causará daños, para lograr el efecto de limpieza.La siguiente imagen: eliminación y limpieza de óxido de la superficie de la rosca.
La limpieza con láser se puede clasificar según diferentes estándares de clasificación. Por ejemplo, de acuerdo con el proceso de limpieza con láser, la superficie del sustrato se cubre con una película líquida y se divide en limpieza con láser seco y limpieza con láser húmedo. El primero es la irradiación directa de la superficie contaminante del láser, el segundo debe aplicarse a la superficie de limpieza con láser con humedad o película líquida. La limpieza húmeda con láser es de alta eficiencia, pero la limpieza húmeda con láser requiere un recubrimiento manual de una película líquida, lo que requiere que la composición de la película líquida no pueda cambiar la naturaleza del material del sustrato. Por lo tanto, en relación con la tecnología de limpieza con láser seco, la limpieza con láser húmedo tiene algunas limitaciones en el ámbito de aplicación. La limpieza con láser en seco es actualmente el método de limpieza con láser más utilizado, que utiliza el rayo láser para irradiar la superficie de la pieza de trabajo directamente para eliminar partículas y películas delgadas.
LáserDry Cpropensión
El principio básico de la limpieza en seco con láser es la partícula y el sustrato del material mediante irradiación láser, la conversión instantánea de la energía luminosa absorbida en calor, provocando que la partícula o el sustrato o ambos se expandan térmicamente, entre la partícula y el sustrato generó instantáneamente una aceleración. la fuerza generada por la aceleración para superar la adsorción entre la partícula y el sustrato, de modo que la partícula salga de la superficie del sustrato.
Según los diferentes métodos de absorción de la limpieza en seco con láser, la limpieza en seco con láser se puede dividir en las dos formas principales siguientes:
1.Fo el punto de fusión es mayor que el material original (o las diferencias en la tasa de absorción del láser) de las partículas de polvo: las partículas absorben la irradiación láser es más fuerte que la absorción del sustrato (a) o viceversa (b), entonces las partículas absorben la luz láser La energía se convierte en energía térmica, lo que provoca la expansión térmica de las partículas, aunque la cantidad de expansión térmica es muy pequeña, pero la expansión térmica se produce en un período de tiempo muy corto, por lo que habrá una enorme aceleración instantánea en el sustrato, mientras que la Contraacción del sustrato sobre las partículas, la fuerza para superar la fuerza de adsorción mutua, de modo que las partículas del sustrato, el principio del diagrama esquemático como se muestra en la Figura 1..
2. Para el punto de ebullición más bajo de la suciedad: la suciedad de la superficie absorbe directamente la energía del láser, evaporación instantánea por ebullición a alta temperatura, vaporización directa para eliminar la suciedad, el principio como se muestra en la Figura 2.
LáserWet CpropensiónPprincipio
La limpieza en húmedo con láser también se conoce como limpieza con vapor con láser, a diferencia de la limpieza en seco, la limpieza en húmedo se realiza en presencia de una capa delgada de una película líquida o una película de medios de unas pocas micras de espesor en la superficie de las piezas de limpieza, la película líquida mediante irradiación láser. La temperatura de la película líquida aumenta instantáneamente y produce una gran cantidad de burbujas para la reacción de gasificación, explosión de gasificación generada por el impacto de las partículas y el sustrato para superar la fuerza de adsorción entre ellas. Según las partículas, la película líquida y el sustrato en el coeficiente de absorción de la longitud de onda del láser es diferente, la limpieza húmeda con láser se puede dividir en tres tipos.
1.Fuerte absorción de energía láser por el sustrato.
Irradiación láser sobre el sustrato y la película líquida, la absorción del láser por el sustrato es mucho mayor que la de la película líquida, por lo que se produce una vaporización explosiva en la interfaz entre el sustrato y la película líquida, como se muestra en la figura siguiente. En teoría, cuanto más estrecha sea la duración del pulso, más fácil será generar sobrecalentamiento en la unión, lo que resulta en un mayor impacto explosivo.
2. Fuerte absorción de energía láser por la membrana líquida.
El principio de esta limpieza es que la película líquida absorbe la mayor parte de la energía del láser y se produce una vaporización explosiva en la superficie de la película líquida, como se muestra en la siguiente figura. En este momento, la eficiencia de la limpieza con láser no es tan buena como cuando la absorción del sustrato, porque en este momento la explosión impacta en la superficie de la película líquida. Si bien la absorción del sustrato, las burbujas y las explosiones ocurren en la intersección del sustrato y la película líquida, el impacto explosivo es más fácil de empujar las partículas lejos de la superficie del sustrato, por lo tanto, el efecto de limpieza por absorción del sustrato es mejor.
3.Tanto el sustrato como la membrana líquida absorben conjuntamente la energía del láser.
En este momento, la eficiencia de limpieza es muy baja, después de la irradiación con láser a la película líquida, parte de la energía del láser se absorbe, la energía se dispersa por toda la película líquida en el interior, la película líquida hierve para producir burbujas, la energía láser restante A través de la película líquida es absorbido por el sustrato, como se muestra en la figura. Este método requiere más energía láser para producir burbujas hirviendo antes de que ocurra la explosión. Por tanto, la eficacia de este método es muy baja.
La limpieza con láser húmedo utilizando la absorción del sustrato, ya que la mayor parte de la energía del láser es absorbida por el sustrato, creará una película líquida y un sobrecalentamiento de la unión del sustrato, burbujas en la interfaz, en comparación con la limpieza en seco, en húmedo se genera una explosión de burbujas con el uso de la unión. por el impacto de la limpieza con láser, mientras que puede optar por agregar una cierta cantidad de sustancias químicas en la película líquida y partículas contaminantes a la reacción química para reducir las partículas y el sustrato. La fuerza de adsorción entre el material, para reducir el umbral del láser. limpieza. Por lo tanto, la limpieza húmeda puede mejorar la eficiencia de la limpieza hasta cierto punto, pero al mismo tiempo existen ciertas dificultades, la introducción de una película líquida puede provocar nueva contaminación y el espesor de la película líquida es difícil de controlar.
FactoresAafectando elQcalidad deLaserCpropensión
Efecto deLaserWlongitud media
La premisa de la limpieza con láser es la absorción del láser, por lo tanto, al elegir la fuente láser, lo primero que se debe hacer es combinar las características de absorción de luz de la pieza de trabajo a limpiar y elegir un láser de longitud de onda adecuada como fuente de luz láser. Además, investigaciones experimentales de científicos extranjeros muestran que al limpiar las mismas características de las partículas contaminantes, cuanto más corta es la longitud de onda, más fuerte es la capacidad de limpieza del láser y menor es el umbral de limpieza. Se puede ver que, para cumplir con las características de absorción de luz del material de la instalación, para mejorar la efectividad y eficiencia de la limpieza, se debe elegir una longitud de onda más corta del láser como fuente de luz de limpieza.
Efecto dePflorDensidad
En la limpieza con láser, la densidad de potencia del láser tiene un umbral de daño superior y un umbral de limpieza inferior. En este rango, cuanto mayor sea la densidad de potencia del láser de limpieza con láser, mayor será la capacidad de limpieza y más evidente será el efecto de limpieza. Por lo tanto, no debe dañar el material del sustrato en la carcasa, debe ser lo más alto posible para aumentar la densidad de potencia del láser.
Efecto dePulseWancho
El láser La fuente de limpieza con láser puede ser luz continua o luz pulsada. El láser pulsado puede proporcionar una potencia máxima muy alta, por lo que puede cumplir fácilmente los requisitos de umbral. Y se descubrió que en el proceso de limpieza del sustrato causado por los efectos térmicos, el impacto del láser pulsado es menor, mientras que el láser continuo causado por el impacto térmico de la región es mayor.
ElEefecto deSenvaseSorinar yNnúmero deTveces
Obviamente, en el proceso de limpieza con láser, cuanto más rápida sea la velocidad de escaneo del láser, menos veces y mayor será la eficiencia de la limpieza, pero esto puede causar una disminución en el efecto de limpieza. Por lo tanto, en el proceso de aplicación de limpieza real, se debe basar en las características del material de la pieza de trabajo a limpiar y la situación de contaminación para elegir la velocidad de escaneo adecuada y el número de escaneos. Escanear la tasa de superposición, etc., también afectará el efecto de limpieza.
Efecto de laAmonte deDeenfocando
La limpieza con láser antes del láser se realiza principalmente a través de una determinada combinación de lentes de enfoque para la convergencia, y el proceso real de limpieza con láser, generalmente en el caso de desenfoque, cuanto mayor es la cantidad de desenfoque, brillando sobre el material, cuanto más grande es el punto, mayor es el área de escaneo, mayor será la eficiencia. Y en cuanto a la potencia total, cuanto menor sea la cantidad de desenfoque, mayor será la densidad de potencia del láser y mayor será la capacidad de limpieza.
Resumen
Dado que la limpieza con láser no utiliza disolventes químicos ni otros consumibles, es respetuosa con el medio ambiente, segura de utilizar y tiene muchas ventajas:
1. ecológico y respetuoso con el medio ambiente, sin el uso de productos químicos ni soluciones de limpieza,
2. Los residuos de limpieza son principalmente polvo sólido, de tamaño pequeño, fácil de recolectar y reciclar.,
3. La limpieza del humo residual es fácil de absorber y manejar, hace poco ruido y no daña la salud personal.,
4. Limpieza sin contacto, sin residuos de medios, sin contaminación secundaria,
5. Se puede lograr una limpieza selectiva sin dañar los sustratos.,
6. Sin consumo de medio de trabajo, solo consume electricidad, bajo costo de uso y mantenimiento.,
7. EFácil de lograr la automatización, reducir la intensidad del trabajo.,
8. Adecuado para zonas o superficies de difícil acceso, para entornos peligrosos o peligrosos.
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Hora de publicación: 05-mayo-2023
