激光除銹機(jī)理及監(jiān)測(cè)技術(shù)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(wèn)題一直為人們所關(guān)注。在過(guò)去，噴砂除銹因?yàn)樾矢叨苋藗兯嗖A，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(wèn)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(diǎn)，所以對(duì)激光除銹機(jī)理及監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究有著非常實(shí)際的意義！
　　 本文運(yùn)用光電二極管、PVDF壓電薄膜、示波器和其它實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)激光除銹過(guò)程中產(chǎn)生的激光誘導(dǎo)等離子體信號(hào)和聲表面波信號(hào)開(kāi)展了相關(guān)研究，并對(duì)其與激光除銹質(zhì)量之

2、間的關(guān)系做了進(jìn)一步分析;用光纖激光器做了掃描除銹實(shí)驗(yàn);并對(duì)現(xiàn)有的除銹裝置做了相關(guān)改進(jìn)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 指出激光誘導(dǎo)等離子體信號(hào)峰值電壓變化與激光除銹質(zhì)量之間有一定的關(guān)系。利用外表面覆蓋有1064nm衰減片(T≤0.1％)的光電管來(lái)采集激光除銹過(guò)程中產(chǎn)生的激光誘導(dǎo)等離子體信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:激光能量越大，產(chǎn)生的激光誘導(dǎo)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(dǎo)等離子體的脈寬為70ns左右。通過(guò)激光誘導(dǎo)等離子體信

3、號(hào)峰值電壓變化趨勢(shì)確定了生銹程度為B級(jí)的船用鋼鐵45號(hào)鋼的單點(diǎn)單次最佳激光除銹能量密度約為:56.6J/cm2;通過(guò)監(jiān)測(cè)單點(diǎn)多次沖擊時(shí)的激光誘導(dǎo)等離子體信號(hào)峰值電壓變化可以確定樣品表面是否清洗干凈。這為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制激光除銹過(guò)程提供了一定的依據(jù)。
　　 運(yùn)用光纖激光器對(duì)生銹程度為B級(jí)的船用鋼鐵Q235B做了掃描除銹實(shí)驗(yàn)，并對(duì)除銹前后樣品進(jìn)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(kāi)激光延遲l

4、μs、關(guān)激光延遲50μs;并指出激光除銹是燃燒氣化、熱沖擊和熱振動(dòng)、聲波震碎等多種機(jī)理共同起作用的結(jié)果。
　　 介紹了與激光毛化技術(shù)、化學(xué)洗劑相結(jié)合的激光除銹裝置和激光除銹污物自動(dòng)收集裝置，并對(duì)一種激光能量實(shí)時(shí)顯示裝置進(jìn)行了探索。
　　 最后采用激光聲表面波信號(hào)進(jìn)行除銹質(zhì)量監(jiān)測(cè)相關(guān)探索。運(yùn)用波長(zhǎng)1064nm、脈寬10ns、能量1J、光斑直徑3mm的激光對(duì)生銹程度為B級(jí)的船用鋼鐵45號(hào)鋼進(jìn)行單點(diǎn)多次激光輻照，并用PVDF壓