激光除銹機理及監(jiān)測技術的研究.pdf

1、在造船業(yè)和海工裝備制造業(yè)中，船用鋼鐵生銹問題一直為人們所關注。在過去，噴砂除銹因為效率高而受人們所青睞，但是噴砂除銹存在降低材料產(chǎn)品壽命、噪聲大、污染環(huán)境等問題。與之相比，激光除銹具有綠色環(huán)保、除銹效果好等諸多優(yōu)點，所以對激光除銹機理及監(jiān)測技術進行研究有著非常實際的意義！
　　 本文運用光電二極管、PVDF壓電薄膜、示波器和其它實驗設備對激光除銹過程中產(chǎn)生的激光誘導等離子體信號和聲表面波信號開展了相關研究，并對其與激光除銹質量之

2、間的關系做了進一步分析;用光纖激光器做了掃描除銹實驗;并對現(xiàn)有的除銹裝置做了相關改進。主要研究內容如下:
　　 指出激光誘導等離子體信號峰值電壓變化與激光除銹質量之間有一定的關系。利用外表面覆蓋有1064nm衰減片(T≤0.1％)的光電管來采集激光除銹過程中產(chǎn)生的激光誘導等離子體信號。實驗結果表明:激光能量越大，產(chǎn)生的激光誘導等離子體的峰值電壓越高;不同激光能量下產(chǎn)生的激光誘導等離子體的脈寬為70ns左右。通過激光誘導等離子體信

3、號峰值電壓變化趨勢確定了生銹程度為B級的船用鋼鐵45號鋼的單點單次最佳激光除銹能量密度約為:56.6J/cm2;通過監(jiān)測單點多次沖擊時的激光誘導等離子體信號峰值電壓變化可以確定樣品表面是否清洗干凈。這為實時監(jiān)測和控制激光除銹過程提供了一定的依據(jù)。
　　 運用光纖激光器對生銹程度為B級的船用鋼鐵Q235B做了掃描除銹實驗，并對除銹前后樣品進行了SEM分析，得到了最佳激光參數(shù)。最佳激光參數(shù)是:功率30W、頻率20KHz、開激光延遲l

4、μs、關激光延遲50μs;并指出激光除銹是燃燒氣化、熱沖擊和熱振動、聲波震碎等多種機理共同起作用的結果。
　　 介紹了與激光毛化技術、化學洗劑相結合的激光除銹裝置和激光除銹污物自動收集裝置，并對一種激光能量實時顯示裝置進行了探索。
　　 最后采用激光聲表面波信號進行除銹質量監(jiān)測相關探索。運用波長1064nm、脈寬10ns、能量1J、光斑直徑3mm的激光對生銹程度為B級的船用鋼鐵45號鋼進行單點多次激光輻照，并用PVDF壓