اصل اساسی حذف زنگ زدگی لیزر:
نکته اصلی اثربخشی حذف زنگ لیزر نه در "سوزاندن" زنگ زدگی بلکه در "اثر فوتاکوزیتیک" آن نهفته است.
جذب لیزر توسط لایه زنگ زدگی:Rust (Fe₂o₃ ، Fe₃o₄) میزان جذب بالایی برای لیزرهای طول موج خاص (مانند نور مادون قرمز 1064 نانومتر) دارد ، در حالی که بستر فلزی تمیز دارای بازتاب بالایی است.
تبدیل سریع انرژی: پس از جذب فوری انرژی زیاد ، لایه زنگ زدگی باعث افزایش سریع درجه حرارت ، لرزش ، تبخیر و تبدیل به پلاسما می شود.
لایه برداری فوری: این مواد گرم و در حال گسترش امواج شوک ایجاد می کنند که "منفجر می شوند" یا لایه زنگ زدگی سطح را لایه برداری می کنند. با این حال ، بستر ، بیشتر انرژی را منعکس می کند ، که تا حد زیادی آسیب دیده باقی مانده است.
در تجزیه و تحلیل عمق -: انواع زنگ زدگی و سازگاری لیزر
1. زنگ زدگی (fe₂o₃)
خصوصیات: شل و متخلخل ، که به طور معمول روی سطح مواد ("زنگ زدگی شناور") قرار دارد. پیوند ضعیفی با بستر دارد.
دشواری تمیز کردن: آسان
دلیل: ساختار سست آن به انرژی لیزر اجازه می دهد تا به راحتی نفوذ کرده و به سرعت آن را از بین ببرد. حتی لیزرهایی با چگالی انرژی کم می توانند به طور موثری آن را از بین ببرند.
2. زنگ زدگی سیاه (Fe₃o₄)
خصوصیات:متراکم ، سخت و پایدار ، به طور معمول نشان می دهد که اکسیداسیون در اعماق بستر نفوذ کرده و به شدت به آن پیوند دارد. این غالباً محصول اکسیداسیون بیشتر یا خوردگی طولانی {1} term خوردگی زنگ زدگی قرمز در شرایط خاص است.
دشواری تمیز کردن: بسیار دشوار
دلیل:
تراکم:ساختار متراکم ، نفوذ لیزر را دشوار می کند و به طور کامل آن را به طور کامل از بین می برد.
چسباندن: به شدت به بستر پیوند خورده و برای شکستن این پیوند به تراکم انرژی بیشتری نیاز دارد.
مسئله عمق: زنگ سیاه اغلب "ریشه" در اعماق بستر دارد. به عنوان یک فناوری تصفیه سطح ، درمان لیزر عمق عمل محدودی دارد. حتی اگر سطح تمیز شود ، اکسید آهن در داخل ممکن است به زودی دوباره روی سطح ظاهر شود و زنگ زدگی جدیدی را تشکیل دهد.
انتخاب نوع لیزر: چرا لیزرهای "مداوم" نسبت به لیزرهای "پالس" پایین هستند
عملیات لیزر مداوم: به طور مداوم انرژی را مانند یک "آهن لحیم کاری" به طور مداوم گرم می کند.
معایب: گرما جمع می شود و به طور مداوم انجام می شود. هنگام از بین بردن زنگ زدگی ، مقدار زیادی گرما به بستر فلزی منتقل می شود و باعث گرم شدن بیش از حد ، تغییر شکل و حتی آسیب می شود. این ماده فاقد نیروی ضربه فوری برای از بین بردن زنگ زدگی محکم سیاه است.
برنامه ها:به ندرت برای برداشتن دقیق زنگ زدگی مورد استفاده قرار می گیرد ، اما ممکن است برای منطقه بزرگ- ، حذف زنگ های ضخیم و گشاد استفاده شود که در آن آسیب بستر نگران کننده نیست.
لیزر پالس (انتخاب اصلی)
عملیات:فوراً انرژی بالایی را در پالس های بسیار کوتاه (نانو ثانیه ، پیکوس ثانیه یا حتی femtosecond) آزاد می کند ، مانند یک فرکانس بالا- "Hammer".
مزایای:هر پالس فقط مدت کوتاهی طول می کشد و از انتقال گرما به بستر ، دستیابی به "پردازش سرما" و محافظت از بستر جلوگیری می کند. علاوه بر این ، چگالی قدرت بالا آنی یک موج شوک قدرتمند ایجاد می کند ، و به طور موثری آلاینده ها را از بین می برد.
در لیزرهای پالس ، الگوی Spot (حالت - Mode/Multi {1} mode) بسیار مهم است:
لیزرهای پالس چند حالته:
نقطه:توزیع انرژی ناهموار است ، با شکل "زین" یا "مسطح- top" ، و نقطه به طور معمول بزرگ است.
چگالی انرژی:نسبتاً کم
برنامه ها:ایده آل برای تمیز کردن آلاینده های بزرگ و ضعیف چسبنده مانند زنگ زدگی سطح (زنگ زدگی قرمز) ، رنگ ، پوشش و لکه های روغن. هزینه بسیار کارآمد و نسبتاً کم.
لیزرهای پالس تک حالت {{0}
نقطه:انرژی دارای توزیع کامل گاوسی است (درخشان ترین در مرکز ، به سمت لبه ها کاهش می یابد) ، و به آن اجازه می دهد تا به یک نقطه بسیار کوچک متمرکز شود.
چگالی انرژی:بسیار بالا! این امر به این دلیل است که انرژی در یک نقطه بسیار کوچک متمرکز شده است.
برنامه ها:ایده آل برای تمیز کردن آلاینده های سرسخت.
زنگ زدگی قرمز:به راحتی برداشته شد
زنگ زدگی سیاه:با چگالی انرژی بسیار بالا و قدرت نافذ قدرتمند ، لیزرهای پالس تک حالت- تنها نوع لیزر هستند که قادر به از بین بردن زنگ زدگی سیاه هستند. آنها می توانند لایه های زنگ زده سیاه متراکم را تجزیه کنند.
با این حال ، محدودیت هایی دارد:حتی یک لیزر حالت تک نفره-}- ممکن است نتواند زنگ سیاه را که در اعماق بستر نفوذ کرده است به طور کامل حذف کند. این می تواند سطح را بسیار تمیز و زیبا تمیز کند ، اما نمی تواند وضعیت اکسیده شده بستر را در داخل تغییر دهد.
