Wymagania środowiskowe i świadomość społeczeństwa na temat ekologii przyniosły w ostatnich latach coraz to nowe wymagania światowemu sektorowi czyszczenia. Powstało wiele metod czyszczenia, jednym z nich jest technologia czyszczenia laserowego.
W porównaniu z czyszczeniem mechanicznym, korozją chemiczną i ultradźwiękami o wysokiej częstotliwości, czyszczenie laserem jest korzystne z uwagi na wysoką wydajność, dużą szybkość, niskie koszty, niskie obciążenie termiczne i małe obciążenie mechaniczne na obrabianym materiale, a oczyszczony proszek można poddać recyklingowi, aby zapewnić operatorom zdrowe i przyjazne dla środowiska. Warstwy mieszane o różnej grubości i składzie można skutecznie czyścić metodą czyszczenia laserowego, nawet tego, czego tradycyjny sposób nie może spełnić. Ponadto łatwo jest uzyskać automatyczne sterowanie i zdalne sterowanie za pomocą lasera.
Zasada czyszczenia laserowego polega na osiągnięciu wyniku interakcji między wysokoenergetycznym laserem a czyszczącą powierzchnią, a po tym procesie następuje lekkie parowanie lub rozszerzenie termiczne dzieje się z materiałem usuwającym, który ma być oczyszczony z podłoża, osiągając w ten sposób cel czyszczenia i oczyszczania obrabianego przedmiotu.
Moc lasera sięga od dziesięciu watów do kilku kilowatogów, w zależności od celu czyszczenia. Laser może usuwać różne zanieczyszczenia z obrabianego przedmiotu, takie jak odtłuszczanie, usuwanie rdzy, usuwanie farby, powlekanie tlenkiem i różne powłoki. Laserowe usuwanie rdzy jest powszechną aplikacją. Poniżej opisano przypadek odradzania się wiązki laserowej.
Z powodu całorocznej ekspozycji na powietrze, w połączeniu z wiatrem, słońcem, deszczem, śniegiem i mrozem, powierzchnia jest podatna na rdzewienie. Aby nie wpływać na bezpieczną eksploatację pociągu, konieczne jest odciąganie szyn.
W tym przypadku zastosowano metody eksperymentalne do testowania i oceny efektu czyszczenia i skuteczności czyszczenia przy użyciu maszyn do czyszczenia laserem włóknowym (MRJ-FL-C200A) do czyszczenia warstwy rdzy szyny.
(1) Konfiguracja układu czyszczącego
Konkretna konfiguracja systemu tego eksperymentu czyszczącego została przedstawiona w tabeli 1. Eksperyment będzie testował i oceniał efekt czyszczenia maszyny czyszczącej MRJ-FL-C200A wyposażonej w IPL YLPN-10-30 * 400-20-200 na rdzeniowej warstwie szyny . Wszystkie lasery działają w trybie impulsowym i są wyposażone w sterowaną numerycznie platformę lub manipulator w różnych metodach skanowania i parametrach procesu, aby spełnić wymagania różnych wymogów czyszczenia powierzchni.
Rzeczywistą mapę fizyczną systemu eksperymentalnego pokazano na rysunku 1.
IPG YLPN-10MJ-200W | |
Długość fali | 1064nm |
Moc | 200w |
Jakość wiązki | M2 <> |
Powtarzaj dokładność | 8μRad |
Czysta długość | 1 mm do 100 mm |
Prędkość czyszczenia | 1-1000 mm / s |
Focus Length | F = 254 ± 25,4 mm |
Maksymalny kąt skanowania | ± 15 ° |
Efekt czyszczenia | dobrze |
Warstwa rdzy na powierzchni szyny zawiera dwie warstwy. Jedną z nich jest żółta warstwa rdzy z tlenku żelaza (Fe2O3) na powierzchni kamienia tlenkowego, a druga to warstwa głębszej czarnej rdzy.
(2) Wybór parametrów czyszczenia i efekt czyszczenia
Następnie używamy maszyny do czyszczenia laserowego MRJ-FL-C200A do eksperymentów czyszczenia. W celu uzyskania lepszego efektu czyszczenia, zastosowanie czyszczenia laserowego MRJ-FL-C200A podzielone jest na dwa etapy, różnica między tymi dwoma krokami polega głównie na użyciu innej mocy lasera, pierwszy krok mocy nieco większy niż drugi krok. Są one używane do czyszczenia warstwy rdzy na dużych obszarach; drugim krokiem jest zmniejszenie mocy w celu dokładniejszego i dokładniejszego usuwania rdzy. Konkretną konfigurację parametrów pokazano poniżej.
Wyniki eksperymentalne pokazują, że po dwóch etapach czyszczenia o wysokiej i niskiej mocy, żółta warstwa rdzy i warstwa czarnej rdzy na powierzchni szyny są całkowicie zmywane, a oczyszczona szyna jest jasna i biała, jak pokazano poniżej.
Użyj MRJ-FL-C200A do czyszczenia powierzchni szyn | |||
Moc (W) | Prędkość (m / s) | Focus Length | |
Krok 1 | 196 | 9000 | F254MM |
Krok 2 | 40-60 | 9000 | F254MM |
Wyniki eksperymentalne
Używając laserowej maszyny czyszczącej MRJ-FL-C200A, żółta warstwa rdzy i warstwa czarnej rdzy zostały całkowicie wypłukane z powierzchni szyny i osiągnęły efekt utrzymywania podłoża w jego oringalnym kolorze.
