Un siècle après que le professeur Theodore Harold Maiman a inventé le premier laser à rubis au monde, des lasers pouvant être utilisés dans divers domaines sont apparus les uns après les autres. L'application de la technologie laser a conduit au développement rapide de la science et de la technologie dans les domaines de la médecine, de la fabrication d'équipements, des mesures de précision et de l'ingénierie de remise à neuf, et a accéléré le rythme du progrès social.
Dans les années 1980, des faisceaux laser étaient irradiés sur les parties contaminées de certains objets, et les substances irradiées subissaient une série de processus physiques et chimiques tels que des vibrations, une fusion, une évaporation et une combustion. Les polluants présents à la surface finissent par se détacher de la surface des objets, permettant ainsi l'élimination des polluants. Depuis lors, les gens ont commencé à étudier le nettoyage au laser. Après des décennies de développement, la technologie de nettoyage laser est passée de la recherche en laboratoire aux applications de fabrication, et diverses machines de nettoyage laser sont progressivement entrées dans les rangs des équipements de fabrication intelligents modernes.
1. Comparaison du nettoyage laser et des méthodes de nettoyage traditionnelles
La technologie de nettoyage au laser fait référence à l'utilisation d'impulsions laser à haute fréquence et à haute énergie pour irradier la surface de la pièce. La couche de revêtement et la couche de contamination peuvent absorber instantanément l'énergie laser focalisée, provoquant l'évaporation ou le décollement instantané de l'huile, de la rouille ou du revêtement sur la surface, et éliminant rapidement et efficacement les attaches de surface ou les revêtements de surface. Les impulsions laser avec un temps d'action très court n'endommageront pas le substrat métallique sous des paramètres appropriés. La figure 1 montre les phénomènes microscopiques du nettoyage laser sous différents mécanismes de traitement de gazéification et de fragmentation par micro-impact.
Par rapport aux méthodes de nettoyage traditionnelles, le nettoyage au laser présente certains avantages que les méthodes de nettoyage traditionnelles ne peuvent pas offrir. Le nettoyage au laser est une méthode de nettoyage sans contact qui endommage peu le substrat. Il présente des caractéristiques de flexibilité, de stabilité et d'automatisation élevées, une bonne qualité de nettoyage, une haute précision et une protection de l'environnement. Il s'agit d'un équipement de nettoyage automatisé « vert ». Le tableau 1 compare différentes méthodes de nettoyage.
2. Composition du système de nettoyage laser
Bien que l'équipement de nettoyage soit différent, les principaux composants sont fondamentalement similaires, notamment le système de contrôle informatique, le système laser, le système de réglage du faisceau, etc., voir la figure 2. De plus, certains équipements de support sont également inclus : comme le système de dépoussiérage et de purification. , manipulateur, spectromètre de claquage induit par laser (LIBS), système de positionnement visuel et système d'imagerie thermique.
Pendant le nettoyage, le système informatique joue un rôle de communication essentiel, en contrôlant simultanément le laser et le système de réglage du trajet optique. Le faisceau laser est transmis par fibre optique et entre dans le système de réglage du faisceau. Une fois le faisceau focalisé, le diamètre du spot atteint une très petite taille et agit régulièrement sur la surface de la pièce de nettoyage du métal.
3. Large application de la technologie de nettoyage laser
Le nettoyage au laser est utilisé comme processus de nettoyage dans la production industrielle, qui peut éliminer efficacement la rouille, la saleté, la peinture, les dépôts de carbone et divers revêtements. Il a été largement utilisé dans divers domaines tels que l'aérospatiale, les véhicules ferroviaires, la microélectronique, la protection des reliques culturelles et le traitement médical, comme le montre la figure
4. Nettoyage avant et après soudage
La technologie de nettoyage au laser peut être largement utilisée dans le nettoyage avant et après soudage de matériaux métalliques tels que les alliages d'aluminium, les alliages de titane, l'acier inoxydable et les alliages à haute température, ce qui peut empêcher efficacement la génération de défauts tels que les inclusions et les pores. Après le soudage, il peut également être utilisé pour le nettoyage par oxydation après soudage, de sorte que la couche d'oxyde générée pendant le processus de soudage puisse être à nouveau éliminée pour restaurer l'éclat métallique.
La technologie de nettoyage au laser a été utilisée pour nettoyer localement le film d'oxyde anodique de l'alliage d'aluminium, et la plaque d'essai de soudage nettoyée a été soudée bout à bout. La qualité de la soudure a été évaluée par détection aux rayons X et la structure métallographique a été observée et analysée. L'effet de l'élimination du film d'oxyde sur les performances de la soudure a été testé par un essai de traction à température ambiante. Comme le montre la figure 4, les résultats montrent que le film d'oxyde anodique a été soigneusement nettoyé, que la résistance à la traction du joint en alliage d'aluminium nettoyé au laser était de 298 à 303 MPa et que l'allongement à la traction à la rupture était de 6,2 % à 6,5 %. La plage de performances de la soudure nettoyée au laser était conforme à celle de la soudure grattée mécaniquement. Ème
