یک قرن پس از اختراع اولین لیزر یاقوتی جهان توسط پروفسور تئودور هارولد میمن، لیزرهای قابل استفاده در زمینه های مختلف یکی پس از دیگری ظاهر شدند. استفاده از فناوری لیزر منجر به توسعه سریع علم و فناوری در زمینه های پزشکی، ساخت تجهیزات، اندازه گیری دقیق و مهندسی بازسازی شده است و سرعت پیشرفت اجتماعی را تسریع کرده است.
در دهه 1980 پرتوهای لیزر بر روی قسمتهای آلوده برخی از اقلام تابیده شد و مواد تحت تابش یک سری فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی مانند ارتعاش، ذوب، تبخیر و احتراق قرار گرفتند. آلاینده های موجود در سطح در نهایت از سطح اقلام جدا شده و به حذف آلاینده ها دست یافتند. از آن زمان، مردم شروع به مطالعه تمیز کردن لیزر کردند. پس از دههها توسعه، فناوری تمیز کردن لیزر از تحقیقات آزمایشگاهی به کاربردهای تولیدی منتقل شده است و دستگاههای مختلف تمیزکننده لیزر به تدریج وارد ردیف تجهیزات تولید هوشمند مدرن شدهاند.
1. مقایسه روش های تمیز کردن لیزر و نظافت سنتی
تکنولوژی تمیز کردن لیزر به استفاده از پالس های لیزری با فرکانس بالا و انرژی بالا برای تابش سطح قطعه کار اشاره دارد. لایه پوشش و لایه آلودگی می توانند فوراً انرژی متمرکز لیزر را جذب کنند و باعث شوند که روغن، زنگ زدگی یا پوشش روی سطح فوراً تبخیر یا کنده شود و به سرعت و به طور موثر چسب های سطحی یا پوشش های سطح را از بین ببرد. پالس های لیزری با زمان عمل بسیار کوتاه به زیرلایه فلزی تحت پارامترهای مناسب آسیب نمی رساند. شکل 1 پدیده های میکروسکوپی تمیز کردن لیزر را تحت مکانیسم های مختلف پردازش گازی و تکه تکه شدن با ریز ضربه نشان می دهد.
در مقایسه با روشهای تمیز کردن سنتی، تمیز کردن لیزر دارای مزایایی است که روشهای نظافت سنتی نمیتوانند به آن دست یابند. تمیز کردن لیزر یک روش تمیز کردن بدون تماس است که آسیب کمی به بستر وارد می کند. دارای انعطاف پذیری بالا، ثبات و ویژگی های اتوماسیون، کیفیت تمیز کردن خوب، دقت بالا و حفاظت از محیط زیست است. این یک تجهیزات تمیز کردن خودکار "سبز" است. جدول 1 روش های مختلف تمیز کردن را مقایسه می کند.
2. ترکیب سیستم تمیز کردن لیزر
اگرچه تجهیزات تمیز کردن متفاوت است، اجزای اصلی اساسا مشابه هستند، از جمله سیستم کنترل کامپیوتری، سیستم لیزر، سیستم تنظیم پرتو و غیره، به شکل 2 مراجعه کنید. علاوه بر این، برخی از تجهیزات پشتیبانی نیز شامل می شوند: مانند سیستم حذف گرد و غبار و تصفیه ، دستکاری کننده، طیف سنج شکست ناشی از لیزر (LIBS)، سیستم موقعیت یابی بصری و سیستم تصویربرداری حرارتی.
در حین تمیز کردن، سیستم کامپیوتری نقش اصلی ارتباطی را ایفا می کند که لیزر و سیستم تنظیم مسیر نوری را همزمان کنترل می کند. پرتو لیزر توسط فیبر نوری منتقل شده و وارد سیستم تنظیم پرتو می شود. پس از متمرکز شدن تیر، قطر لکه به اندازه بسیار کوچکی می رسد و به طور منظم روی سطح قطعه کار تمیز کننده فلز عمل می کند.
3. کاربرد گسترده فناوری تمیز کردن لیزر
تمیز کردن لیزر به عنوان یک فرآیند تمیز کردن در تولیدات صنعتی استفاده می شود که می تواند به طور موثر زنگ، کثیفی، رنگ، رسوبات کربن و پوشش های مختلف را از بین ببرد. همانطور که در شکل نشان داده شده است به طور گسترده در زمینه های مختلف مانند هوافضا، وسایل نقلیه ریلی، میکروالکترونیک، حفاظت از آثار فرهنگی و درمان پزشکی استفاده شده است.
4. تمیز کردن قبل و بعد از جوشکاری
فناوری تمیز کردن لیزر را می توان به طور گسترده در تمیز کردن قبل و بعد از جوشکاری مواد فلزی مانند آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای تیتانیوم، فولاد ضد زنگ و آلیاژهای با دمای بالا مورد استفاده قرار داد که می تواند به طور موثر از ایجاد عیوب مانند آخال ها و منافذ جلوگیری کند. پس از جوشکاری، می توان از آن برای تمیز کردن اکسیداسیون پس از جوشکاری نیز استفاده کرد، به طوری که لایه اکسید تولید شده در طول فرآیند جوشکاری را می توان دوباره حذف کرد تا درخشش فلزی را بازیابی کند.
از فناوری تمیز کردن لیزر برای تمیز کردن موضعی فیلم اکسید آندی آلیاژ آلومینیوم استفاده شد و صفحه آزمایش جوش تمیز شده به صورت لب به لب جوش داده شد. کیفیت جوش با تشخیص اشعه ایکس ارزیابی شد و ساختار متالوگرافی مشاهده و تجزیه و تحلیل شد. اثر حذف لایه اکسید بر عملکرد جوش با آزمایش کشش دمای اتاق آزمایش شد. همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است، نتایج نشان می دهد که فیلم اکسید آندی به طور کامل تمیز شده است، استحکام کششی اتصال آلیاژ آلومینیوم تمیز شده توسط لیزر 298 ~ 303 مگاپاسکال و ازدیاد طول کششی در هنگام شکست 6.2٪ تا 6.5٪ بود. محدوده عملکرد جوش تمیز شده با لیزر با جوش خراشیده شده مکانیکی مطابقت داشت. Th
