Från tillverkningsanläggningar och medicinska laboratorier till bilindustrin, flygindustrin och stålindustrin blir lasern den mest föredragna metoden för ytrengöring av material.
Även om användningen av lasrar i skärnings-, borrnings- och svetsapplikationer är välkänd är dess nuvarande anpassning i industriella rengöringsapplikationer relativt ny och outexplored.
Denna aktuella applikation av lasrar kom till följd av behovet av en icke-riskfylld rengöringsmetod som inte kunde användas som en substitut i applikationer där kemiska, manuella och abrasiva sprängningsmetoder tidigare användes.
Fördelar med att använda lasrar i rengöringsapplikationer
Viktiga problem som presenteras av konventionella rengöringsmetoder inkluderar negativ miljöpåverkan och slitage på substratet. Absorberande sprängsystem skapade betydande mängder avfall och skadade känsliga ytor, medan användningen av kemiska lösningsmedel resulterade i potentiellt farliga ångor och flytande avfall.
Detta ledde till anpassning av laserteknik i ytbehandlingar. På grund av sina många fördelar är laserrengöring nu den mest effektiva metoden för att avlägsna oönskade ämnen från materialytan.
För närvarande finns det ett brett spektrum av pulserande laserrengörings- och de-beläggningssystem som används i olika applikationer, allt från att avlägsna vulkaniserande rester från däckformar och graveringsytor genom ablation för att avlägsna isolering från ledare och beläggning av färg från känsliga ytor.
Några av de många fördelarna med att använda lasrar i ytbehandlingar inkluderar:
Automatiserad och nonrandom rengöringsmetod
Minskad mängd avfallsprodukter
Ökad säkerhet
Inget behov av kemikalier eller sprängmedel
Nonabrasive och noncontact rengöringsprocess
Laser rengöringsapplikationer
Ytprofilering och rostborttagning i stålfabrikation. Laserrengöring är också en effektiv och effektiv metod för att ta bort rost och skala från metallmaterial. Rost och skala är föroreningar som bildas på metallytor som ett resultat av naturliga eller konstgjorda processer. När metaller utsätts för fukt reagerar de med vatten för att bilda järnoxider, vilket resulterar i rost. Denna rost försämrar metallens kvalitet, vilket gör den olämplig för användning i olika tillämpningar.
Fig1 Web
(Källa: Worldsteel Image Library)
Å andra sidan bildar skalor på metallytor som ett resultat av värmebehandlingsprocesser och dess oxid missfärger metallytan och förhindrar eventuella efterföljande efterbehandlingsoperationer.
Avlägsnande av dessa oönskade ytbeläggningar kräver utförande av avkalkningsprocesser för att tillhandahålla släta ytor för förfining och efterbehandling, såsom elektroplätering.
Konventionell rostborttagning och avkalkning innebär att man använder fysiska metoder som sprängning, polering, skrapningsanordningar, extra slag och trådborstar. Kemiska metoder som alkaliavkalkning och syreavkalkning (betning) kan också användas för avlägsnande av skal. Dessa metoder är emellertid mycket slipande och resulterar i miljöförorening och skada på substratmetallen.
För att undvika dessa nackdelar har laserrengöring blivit det föredragna förfarandet för avlägsnande av rost och avkalkning. Rosten / skalan avlägsnas genom att rikta en laserstråle med hög toppkraft och repetitionshastigheter på det rostiga lagret.
Lasern måste avfyras i korta pulser för att undvika skador på underlaget som bearbetas. Rosten absorberar snabbt laserstrålens energi, vilket resulterar i ökade temperaturnivåer. När temperaturen är tillräckligt hög smälter rosten och slutligen förångas.
Användning av pulserande fiberlaser är det föredragna alternativet eftersom det ger större kontroll över effekt, våglängd och pulsvaraktighet, vilket gör att rosten / skalan förångas utan att det underliggande materialet skadas.
Laserrensningsprocessen kan också appliceras på ytprofilering. Innan skyddande beläggningar kan appliceras på tillverkade ståldelar för bevarande och skydd mot frätande verkan, måste ytorna vara rena och fria från alla föroreningar.
Ytprofilering / förberedelse avlägsnande av alla föroreningar från ytan av ståldelar för att förbereda skyddande beläggningsapplikationer. Dessa föroreningar inkluderar olja, fett, skalor, hydrater och oxidlager, butiksprimer etc. Vid eventuella efterföljande processer måste stängerna, trådarna och profilerna också vara fria från dessa föroreningar.
Eftersom fiberlaserrengöring använder en icke-slipande, noncontact-metod utan involvering av lösningsmedel, kemikalier eller slipmedel, är den idealisk för ytprofilering och avlägsnande av rost / skal. Rengöringsprocessen kan utföras i liten eller stor skala och kan automatiseras. Laserrengöring är ett miljövänligt och kostnadseffektivt sätt att ta bort rost och förbereda ytorna på valsade stålprodukter och tillverkade ståldelar för skyddande beläggning.
Anodmontering rengöring. Aluminiumsmältningsindustrin använder kolblommor som "offer" -anoder vid framställning av primäraluminium. Anodkvaliteten har en inverkan på de miljömässiga, ekonomiska och tekniska aspekterna av aluminiumproduktionen. En liten andel av cellkraften ägnas åt att övervinna det elektriska motståndet hos förankrad anod.
Fig2 Web
(Källa: Flickr)
Närvaron av smuts och andra föroreningar ökar anodens elektriska motstånd, vilket resulterar i förbrukning av mer cellkraft. Förekomsten av föroreningar minskar också livslängden hos anoden genom att öka sin konsumtionshastighet under smältningsprocessen. Ur effektivitetssynpunkt är det nödvändigt att rengöra och avlägsna alla ytföroreningar från anodaggregat innan de används i aluminiumsmältningsoperationer.
Dessutom är anodaggregat värdefulla verktyg som kan återanvändas, men först efter att ha utfört en noggrann och noggrann behandling av huvudkomponenterna under specifika förhållanden.
Laserrengöring uppfyller de specifika förhållanden under vilka anodaggregat kan behandlas för återanvändning. Den kan användas i följande applikationer:
Avlägsnande av rester från kolstoppar
Rengöring av katodstänger
Avlägsnande av föroreningar och smuts från tippar och stubben
Limbindning för metaller. För att öka processstabiliteten, ytadhesionen och bättre sömkvalitet måste ytan av de metalliska material som skall sammanfogas förberedas före applicering av svetsning och andra sammanfogningstekniker.
Utan det nödvändiga grundarbetet blir leder och sömmar mottagliga för nedbrytning, ökat slitage och katastrofalt misslyckande. Laserrengöring kan användas för att förbereda ytor innan de förenas, vilket resulterar i utmärkt bindhållfasthetskvalitet för förbättrad korrosionsbeständighet och hållbarhet.
Laserrengöring är lämplig för klibbning, eftersom det tar bort oxider och andra föroreningar som fett och oxider som minskar styrkan av bindemedel. Den är särskilt lämplig för applikationer som innefattar böjda eller plana ytor eller delar med vissa begränsningar för högkomplexa 3D-geometrier.
En av de största fördelarna med laserrengöring är möjligheten att finjustera sin kraft och våglängd för exakt modifiering av metaller som magnesium och aluminium för användning i mikrostruktur. Det ger också material med mycket hög motståndskraft mot frätande element, vilket garanterar stabil, långvarig limbindning.
På senare tid finns det en ökad användning av bindemedelsbindningar i konstruktionsdesign applikationer i stället för konventionella sammanfogningstekniker såsom nitning och svetsning. Detta hänför sig till de många fördelarna med limbindning över konventionella tekniker.
Dessa fördelar inkluderar enhetlig spridningsfördelning, korrosionsreduktion, strukturlättnad, vibrationsdämpning och akustisk isolering. Dessa fördelar kan dock endast uppnås om de ytor som ska bindas är beredda, avfettas och noggrant rengöras.
Laserrengöring är idealisk för sådana tillämpningar eftersom det försiktigt avlägsnar oljor, rost, skyddande beläggningar och andra föroreningar som härrör från frakt utan att det underliggande substratet skadas.
Förbehandling för hårdlödning och svetsning. Laserrengöring har också visat sig vara effektiv i förbehandlingstillämpningar för svetsning och hårdlödning. Innan aluminium- och stålmaterial används för svetsändamål inom varvsindustrin, precisionsverktygstillverkning, bilindustrin och andra relaterade industrier, måste deras ytor först förberedas.
Lasersvetsberedning är en av de många tillämpningarna av laserrengöring och hjälper till att ta bort järn- och järnmetaller, smörjmedel och andra föroreningar från metall- och aluminiumytor för att förbereda högkvalitativa svetsar. Det garanterar även släta och porösa lödda sömmar.
Vid användning i förbehandlingsprocesser för svetsning och hårdlödning, gör laserrengöring följande:
Grundligt avlägsnande av butiksprimer, hydrater och oxidlager
Avfettning och avoljering
Förutom svetsning och hårdlöddberedning kan lasrar också användas för att avlägsna svetsrester såsom kvarvarande fluss- och oxidmaterial samt termiska fläckar från färdiga svetsfogar. Denna rengöringsmetod är särskilt fördelaktig för delar i rostfritt stål eftersom laserljuset sätter in kornets gränser, vilket säkerställer att svetssömmen passiveras, vilket ökar korrosionsbeständigheten.
Fördelarna med att använda laserrengöring vid förbehandling av svetsning och hårdlödning inkluderar:
Justerbara våglängder och kraft för exakt behandling av anslutningsytor över ett brett utbud av materialtjocklekar
Ingen skada på det underliggande substratet, det vill säga de galvaniserade skikten av stålplåt
Delvis avkodning. Laserrengöring är särskilt effektiv i applikationer som kräver partiell avlägsnande av färg eller beläggningar från färdiga ytor. Den kan användas på praktiskt taget alla yttyper, vare sig de är kemiskt anodiserade, oxiderade eller organiska. Laserrengöring kan användas för att avlägsna solpaneler och avlägsna färg i fordons- och rymdindustrin samtidigt som primerämnets integritet upprätthålls.
I de-beläggningsapplikationer är fiberlasrar det föredragna alternativet. De undanröjer behovet av maskering genom att precis avlägsna beläggningsskiktet i det angivna området, vilket eliminerar några av de utmaningar som är förknippade med partiella de-beläggningsapplikationer. Lasrar kan användas i:
Exakt behandling för funktionella och designytor
Skapa Faraday burar och kontinuitetskontakter för flygindustrin
Delvis avlägsnande av färg för elektromagnetisk kompatibilitet
Skapa bindningspunkter för trådanslutningar
Stripbeläggning inom elektronik och bilindustrin
Laserrengöring är mycket effektiv i situationer där kritiska svetssömmar på målade strukturer / delar måste avbeläggas för inspektionsändamål. Lasern avlägsnar beläggningarna utan att behöva handverktyg, slipmedel eller kemikalier som kan dölja problemområdena och orsaka ytterligare skador på ytan.
Selektiv färgavlägsnande. Selektiv färgavlägsnande representerar en av de många applikationerna för laserrengöring. I bil- och rymdindustrin är det ibland nödvändigt att avlägsna det översta lagret av färg samtidigt som primern bibehålls. Detta är ofta fallet när de övre väderbelagda beläggningarna på fordon måste avlägsnas noggrant före appliceringen av en ny lackfärg.
