Удаление ржавчины лазером
Если вы ищете эффективный и точный способ удаления ржавчины с вашего оборудования и деталей, то удаление ржавчины лазером — это то, что вам нужно.
Но что такое лазерное удаление ржавчины и какие факторы следует учитывать при лазерном удалении ржавчины?
Удаление ржавчины лазером — это процесс использования высокоинтенсивного лазера (обычно волоконного лазера) для испарения ржавчины с поверхности заготовки без повреждения основного металла, тем самым восстанавливая заготовку и предотвращая ее дальнейшее повреждение. Как правило, гальво-лазер мощностью 50 Вт идеально подходит для небольших проэктов.
В этой статье подробно обсуждается удаление ржавчины лазером с описанием процесса, его стоимости, применения, преимуществ и т. д.
Что такое лазерное удаление ржавчины?
Лазерная установка для удаления ржавчины в основном состоит из лазерной головки, лазерного источника, волокон, панели управления и системы охлаждения.
Каждый из этих компонентов работает синхронно для выполнения лазерного удаления.
При включении лазерный источник передает лазер по оптоволоконным кабелям на лазерную головку, проходя через линзу в нужную зону рабочего пространства.
При контакте лазера с поверхностью заготовки ржавчина и грязь на внешней поверхности сублимируются и испаряются в воздухе, оставляя после себя чистую поверхность без ржавчины.
Энергию лазера следует контролировать таким образом, чтобы он испарял только нежелательный материал, не повреждая основной металл заготовки.
Затем испарившаяся ржавчина всасывается в вакуумную камеру через сопло, расположенное внутри машины для лазерного удаления ржавчины.
Сколько стоит лазерный очиститель от ржавчины?
Стоимость лазерного средства для удаления ржавчины может варьироваться в зависимости от технических характеристик и области применения.
Крупномасштабные промышленные лазерные средства для удаления ржавчины могут стоить до 100 000 долларов, поскольку каждый компонент автоматизирован и очень долговечен.
С другой стороны, небольшие портативные портативные модели могут стоить около 5000 долларов, но обеспечивают значительно меньшую мощность лазера, меньшую скорость сканирования и меньшую площадь сканирования.
Самыми дорогими компонентами этой машины являются лазерный источник и лазерная головка, за которыми следуют система охлаждения и оптоволоконные кабели.
Запрограммированные микроконтроллеры, которые позволяют автоматизировать процесс на машинах промышленного масштаба, также составляют большую часть общей стоимости.
Преимущества лазерного удаления ржавчины
Лазерное удаление ржавчины имеет множество преимуществ.
Чистая поверхность
Лазерный луч удаляет ржавую внешнюю поверхность, оставляя после себя чистую и гладкую поверхность.
Наряду со ржавчиной удаляет любые следы масла, покрытий, грязи или поврежденной краски, улучшая текстуру поверхности и возвращая ей прежний вид.
Кроме того, он повышает твердость заготовки, вызывая термические напряжения, улучшая адгезионную способность заготовки и облегчая последующую покраску или покрытие поверхности.
Простота автоматизации
В автоматизированных версиях машин для лазерного удаления ржавчины используются программируемые логические контроллеры (ПЛК), которые автоматизируют каждый этап удаления ржавчины.
В них пользователю нужно только ввести команды и параметры на панели управления, после чего весь процесс удаления ржавчины на заготовке выполняется автоматически, исключая ручной труд.
Этот аспект также повышает точность и эффективность всего процесса.
Экологически чистая эксплуатация
В этом процессе не используются абразивные химикаты или растворители, благодаря чему не образуются опасные отходы, что делает процесс более безопасным для окружающей среды.
Из-за отсутствия поверхностного контакта между ржавой заготовкой и оборудованием для лазерного удаления не возникает трения, из-за которого нет шумового загрязнения или образования стружки, которую трудно утилизировать и обрабатывать.
Испаренная ржавчина удаляется в систему управления дымом, что устраняет любые неблагоприятные последствия для здоровья человека или безопасности процесса.
Лазерный очиститель ржавчины безопасен в использовании
С точки зрения безопасности оператора, нет никаких движущихся частей или вредных выбросов, что делает процесс лазерного удаления ржавчины безопасным.
Однако с ручными лазерными головками следует обращаться осторожно, держите их подальше от тела человека, так как они могут вызвать ожоги.
Автоматизированные машины промышленного уровня исключают возможность ожогов, контролируя весь процесс без какого-либо ручного вмешательства.
Низкие затраты на техническое обслуживание
За исключением высоких первоначальных капитальных затрат и затрат на электроэнергию, эти машины требуют минимального обслуживания, что экономит драгоценное время и деньги.
В результате он лучше всего подходит для промышленного применения, где длительные простои в связи с техническим обслуживанием недопустимы.
Применение лазера для удаления ржавчины
Лазерный очиститель ржавчины имеет в основном три применения.
Предварительная обработка с помощью лазерной очистки
Оксиды или загрязняющие вещества могут ослабить покрытия и краски, сделав их неэффективными.
Лазерное удаление ржавчины удаляет ржавчину и удаляет частицы масла, жира или грязи, сглаживая и очищая поверхность заготовки.
В результате вы можете эффективно покрыть или покрасить поверхность, чтобы получить гладкое и однородное покрытие с отличной адгезией.
Это отличная альтернатива пескоструйной обработке перед нанесением порошкового покрытия, поскольку пескоструйная обработка производит высокий уровень шума, а частицы песка могут быть опасны для оператора при вдыхании.
Предварительная и послесварочная обработка
Способность лазера для удаления ржавчины испарять любые включения с поверхности заготовки делает его идеальным для подготовки поверхности заготовки к сварке.
Это гарантирует, что в сварку не попадут поры или загрязняющие вещества, что приведет к точному сварному шву без дефектов.
Таким образом, полученные сварные швы обладают высоким пределом текучести, пределом прочности, пластичностью и усталостной долговечностью, что делает их долговечными.
Кроме того, лазерное удаление ржавчины можно также использовать для очистки поверхности заготовки, образовавшейся во время сварки, от обугливания.
Удаление ржавчины и краски
Вы можете использовать лазер, если хотите восстановить старые проржавевшие компоненты или улучшить их текущее рабочее состояние.
Автомобильная промышленность использует этот процесс для удаления ржавчины с роторных дисков, валов, кузовов автомобилей и шестерен.
Кроме того, аэрокосмическая промышленность использует этот процесс для удаления ржавчины с крыльев самолетов, выхлопных газов двигателей или любых других частей внешнего корпуса.
В строительной отрасли лазерное удаление ржавчины используется для восстановления заржавевших колонн, балок, труб или стержней для дальнейшего использования.
Кроме того, эти машины также могут быть использованы для удаления краски с поверхности заготовки.
Параметры, влияющие на удаление ржавчины лазером
На процесс лазерного удаления ржавчины влияют различные факторы.
Мощность лазера
Мощность лазера является важным аспектом, влияющим на способность лазера удалять ржавчину.
Это напрямую влияет на интенсивность лазерного луча, направленного на заржавевшую заготовку.
Мощность лазера должна быть такой, чтобы интенсивность лазерного луча была выше порога абляции ржавчины, но ниже порога абляции основного металла.
Чрезвычайно мощный лазер может расплавить и повредить поверхность заготовки, а недостаточная мощность приведет к неэффективному удалению ржавчины.
Для удаления ржавчины рекомендуется лазерный луч мощностью около 50 Вт. Однако чем выше мощность лазера, тем выше скорость удаления ржавчины.
Таким образом, лазеры, используемые для промышленного лазерного удаления ржавчины, могут иметь мощность лазера до 500 Вт.
Ширина сканирования
Как правило, волоконные лазеры с гальванической головкой используются для удаления ржавчины. Эти гальво-лазеры состоят из серии зеркал, направляющих лазер на заготовку.
В зависимости от зеркал и линз, используемых в гальванической головке, эти лазеры могут иметь ширину сканирования от 150 до 300 мм
Чем больше площадь сканирования, тем быстрее процесс удаления ржавчины.
Однако главолазеры с большей площадью сканирования, как правило, дороги и идеально подходят для промышленных применений, где крайне важно быстрое время обработки.
Система охлаждения
Лазерный источник и лазерная головка нагреваются во время передачи лазерных лучей.
По этой причине в машинах для лазерного удаления ржавчины используется система охлаждения в виде небольшого портативного чиллера для отвода избыточного тепла и обеспечения безопасности компонентов.
Эта система охлаждения состоит из охлаждающих рубашек, содержащих воду или другой хладагент.
Ударная поверхность заготовки также нагревается, но большая часть тепла рассеивается, как только ржавая поверхность удаляется при сублимации.
В результате поверхность заготовки имеет температуру от 40°C до 60°C, что не влияет на чистоту поверхности или механические свойства заготовки.
Защитные газы
Защитные газы обеспечивают барьер защиты рабочего пространства от посторонних загрязнителей, таких как пары воды и пыль.
Эти газы подаются из вентиляционных отверстий внутри лазерных головок, гарантируя, что лазерный луч эффективно удаляет ржавчину без каких-либо препятствий, вызванных посторонними загрязнениями.
В качестве защитного газа можно использовать азот, аргон или гелий, причем аргон является наиболее экономичным.
Скорость сканирования
Скорость сканирования — это скорость, с которой лазерная головка перемещается туда и обратно, позиционируя лазерный луч на поверхности заготовки.
Для тонких слоев ржавчины предпочтительна более высокая скорость сканирования, обычно около 50 см 2 /сек.
Наоборот, для более толстых слоев ржавчины скорость сканирования поддерживается низкой, примерно до 5 см 2 /сек, чтобы обеспечить адекватный контакт лазерного луча с поверхностью заготовки в течение достаточного времени.
Лазерное удаление ржавчины против пескоструйной обработки
| Параметр | Удаление ржавчины лазером | Пескоструйная обработка |
|---|---|---|
| Чистящая среда | Лазерный луч | Абразивные частицы песка |
| Механизм | Сублимация | Механическое истирание и эрозия |
| Оборудование | Лазерный очиститель от ржавчины | Пескоструйный аппарат |
| Эффективность | Выше | Ниже |
| Скорость | Сравнительно медленно | Быстро |
| Применение | Аэрокосмическая промышленность, украшения и т. д. | Автомобили, строительство и т.д. |
| Расходы | Выше | Ниже |
Лазерное удаление ржавчины использует лазерный луч для сублимации ржавчины и получения чистой поверхности.
Напротив, при пескоструйной очистке используется пескоструйный пистолет, прикрепленный к резервуару, полному абразивных частиц. Он производит воздействие непрерывным потоком абразивных частиц под высоким давлением, удаляя ржавчину за счет истирания при контакте.
Лазерный очиститель ржавчины эффективно и постепенно удаляет ржавчину, не повреждая исходную поверхность под ней. Однако этот процесс сравнительно медленнее, особенно при использовании машины начального уровня.
Пескоструйный аппарат может повредить поверхность из-за потока абразивных частиц под высоким давлением, который может даже разрушить исходную поверхность заготовки вместе с ржавчиной.
Однако процесс пескоструйной обработки намного быстрее, что делает его идеальным для больших заготовок.
Лазерное удаление ржавчины стоит очень дорого, в то время как вы легко можете купить портативный пескоструйный аппарат.
Даже высококачественные пескоструйные аппараты стоят около 20 000 долларов, что намного дешевле, чем высококачественные лазерные средства для удаления ржавчины, которые могут стоить более 100 000 долларов.
Лазерное удаление ржавчины более распространено в аэрокосмической промышленности и производстве украшений, где решающее значение имеют эффективность, точность и аккуратность.
Пескоструйная обработка более распространена в автомобильной и строительной промышленности в качестве массового производства, и, в конечном счете, стоимость имеет решающее значение для рассмотрения.
Заключение
Традиционно заржавевшие детали часто шлифуют или полируют, поскольку этот метод является самым дешевым и простым. Для этой цели можно даже использовать пескоструйную очистку или струйную очистку сухим льдом.
Однако с точки зрения безопасности, защиты окружающей среды и эффективности лазерное удаление ржавчины превосходит другие методы.
Это может быть дорогим вариантом для пользователей, занимающихся своими руками, но предпочтительнее для средних и крупных приложений.
Если капитал для вас не проблема, то ручная машина для удаления ржавчины с помощью лазера — правильный выбор для ваших домашних работ.
Часто задаваемые вопросы
Какие меры предосторожности следует соблюдать при удалении ржавчины лазером?
Меры предосторожности, которые вы должны соблюдать при удалении ржавчины лазером, включают ношение маски для лица, защитных очков, защитных перчаток, ботинок и защитного халата. Хотя этот процесс очень безопасен, необходимы средства индивидуальной защиты.
Что определяется порогом абляции материала при лазерном удалении ржавчины?
Порог абляции материала при лазерном удалении ржавчины определяется как энергетический порог, выше которого материал сублимируется при длительном воздействии лазерного луча.
