Un segle després que el professor Theodore Harold Maiman inventés el primer làser robí del món, els làsers que es poden utilitzar en diversos camps han aparegut un darrere l'altre. L'aplicació de la tecnologia làser ha donat lloc al ràpid desenvolupament de la ciència i la tecnologia en els camps de la medicina, la fabricació d'equips, la mesura de precisió i l'enginyeria de remanufactura, i ha accelerat el ritme del progrés social.
A la dècada de 1980, es van irradiar raigs làser sobre les parts contaminades d'alguns articles, i les substàncies irradiades van patir una sèrie de processos físics i químics com la vibració, la fusió, l'evaporació i la combustió. Els contaminants de la superfície finalment es van desprendre de la superfície dels elements, aconseguint l'eliminació dels contaminants. Des de llavors, la gent ha començat a estudiar la neteja amb làser. Després de dècades de desenvolupament, la tecnologia de neteja làser ha passat de la investigació de laboratori a aplicacions de fabricació, i diverses màquines de neteja làser han anat entrant gradualment a les files dels equips de fabricació intel·ligents moderns.
1. Comparació de neteja làser i mètodes de neteja tradicionals
La tecnologia de neteja làser fa referència a l'ús de polsos làser d'alta freqüència i alta energia per irradiar la superfície de la peça de treball. La capa de recobriment i la capa de contaminació poden absorbir a l'instant l'energia làser enfocada, fent que l'oli, l'òxid o el recobriment de la superfície s'evapori o es desprengui a l'instant, i elimineu de manera ràpida i eficaç els accessoris de la superfície o els recobriments superficials. Els polsos làser amb un temps d'acció molt curt no danyaran el substrat metàl·lic sota els paràmetres adequats. La figura 1 mostra els fenòmens microscòpics de neteja per làser sota diferents mecanismes de processament de gasificació i fragmentació de microimpacte.
En comparació amb els mètodes de neteja tradicionals, la neteja amb làser té alguns avantatges que els mètodes de neteja tradicionals no poden aconseguir. La neteja làser és un mètode de neteja sense contacte que causa pocs danys al substrat. Té característiques d'alta flexibilitat, estabilitat i automatització, bona qualitat de neteja, alta precisió i protecció del medi ambient. És un equip de neteja automatitzat "verd". La taula 1 compara diferents mètodes de neteja.
2. Composició del sistema de neteja làser
Tot i que l'equip de neteja és diferent, els components principals són bàsicament similars, com ara el sistema de control informàtic, el sistema làser, el sistema d'ajust del feix, etc., vegeu la figura 2. A més, també s'inclouen alguns equips de suport: com ara el sistema d'eliminació de pols i purificació , manipulador, espectròmetre de ruptura induïda per làser (LIBS), sistema de posicionament visual i sistema d'imatge tèrmica.
Durant la neteja, el sistema informàtic té un paper bàsic de comunicació, que controla el làser i el sistema d'ajust del camí òptic al mateix temps. El feix làser es transmet per fibra òptica i entra al sistema d'ajust del feix. Un cop enfocat el feix, el diàmetre del punt arriba a una mida molt petita i actua regularment a la superfície de la peça de neteja metàl·lica.
3. Àmplia aplicació de la tecnologia de neteja làser
La neteja làser s'utilitza com a procés de neteja en la producció industrial, que pot eliminar eficaçment l'òxid, la brutícia, la pintura, els dipòsits de carboni i diversos recobriments. S'ha utilitzat àmpliament en diversos camps com ara aeroespacial, vehicles ferroviaris, microelectrònica, protecció de relíquies culturals i tractament mèdic, tal com es mostra a la figura.
4. Neteja prèvia i postsoldadura
La tecnologia de neteja làser es pot utilitzar àmpliament en la neteja prèvia i posterior a la soldadura de materials metàl·lics com ara aliatges d'alumini, aliatges de titani, acer inoxidable i aliatges d'alta temperatura, que poden prevenir eficaçment la generació de defectes com inclusions i porus. Després de la soldadura, també es pot utilitzar per a la neteja d'oxidació posterior a la soldadura, de manera que la capa d'òxid generada durant el procés de soldadura es pot tornar a eliminar per restaurar la brillantor metàl·lica.
La tecnologia de neteja làser es va utilitzar per netejar localment la pel·lícula d'òxid anòdic d'aliatge d'alumini i la placa de prova de soldadura netejada es va soldar a tope. La qualitat de la soldadura es va avaluar mitjançant detecció de raigs X i es va observar i analitzar l'estructura metal·logràfica. L'efecte de l'eliminació de la pel·lícula d'òxid sobre el rendiment de la soldadura es va provar mitjançant una prova de tracció a temperatura ambient. Tal com es mostra a la figura 4, els resultats mostren que la pel·lícula d'òxid anòdic es va netejar a fons, la resistència a la tracció de la junta d'aliatge d'alumini netejada per làser va ser de 298 ~ 303 MPa i l'allargament de tracció al trencament va ser del 6,2% ~ 6,5%. El rang de rendiment de la soldadura netejada amb làser era coherent amb el de la soldadura raspada mecànicament. Th
