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采用不同脉冲频率和脉冲宽度的纳秒激光开展了2024铝合金表面150 μm厚环氧基底漆涂层的激光清洗研究,分析了激光清洗试样表面的宏观和微观形貌,探讨了不同激光参数下的除漆效果以及基材表面的损伤情况,并计算得到了在脉冲宽度为60 ns、脉冲频率为20 kHz下的基材损伤阈值为556.17W.试验结果表明:当激光功率、脉冲... 相似文献
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采用纳秒脉冲激光器对TC4钛合金表面的氧化膜及油污进行激光清洗,研究了扫描速度对清洗后试样表面形貌、成分、元素含量及价态的影响规律,并分析了扫描速度对表面粗糙度、硬度和耐腐蚀性能的影响。结果表明:当扫描速度为500 mm/s时,激光对基体的损伤大且会发生热氧化,表面形成TiO,O含量较高。随着扫描速度由3000 mm/s增加至10000 mm/s,表面逐渐变得光滑平整,O含量先降低后升高,Ti含量则先升高后降低。当扫描速度为9000 mm/s时,表面Ti含量(质量分数)达到最大值84.24%,O含量(质量分数)降至最小值4.54%,且粗糙度(Ra)最低约为0.907μm,清洗效果最佳。扫描速度的增加使清洗后表面的粗糙度先升高后降低。此外,激光清洗可使TC4钛合金表面的硬度和耐腐蚀性能有所提高。 相似文献
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采用脉冲激光清洗技术以不同的振镜扫描速度对TA15钛合金表面的氧化层和油污进行去除,分析了激光清洗后TA15钛合金的表面形貌以及清洗表面的成分变化和硬度变化。结果表明:随着振镜扫描速度从7000 mm·s-1增大到10000 mm·s-1,清洗表面的钛元素含量呈现先增加再降低的趋势,而氧元素含量则是先降低再升高;当扫描速度为8000 mm·s-1时,清洗表面的钛元素含量达到最高值,w(Ti)=79.47%,氧元素含量达到最低值,w(O)=8.62%;清洗表面的硬度随着扫描速度的减小而增大;激光清洗去除TA15氧化层的机制主要为气化机制和相爆炸机制。 相似文献
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激光表面清洗的原理和实际应用 总被引:7,自引:0,他引:7
文章介绍了一种干法清洗技术——激光表面清洗的原理和它的实际应用,指出这种新型清洗技术具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点,被认为是许多领域最可靠、最有效的清洗方法,它正以自身的优势和不可替代性,在许多领域中逐步取代了传统的清洗工艺。 相似文献
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针对纯铝设备线夹表面氧化层的清理需求,研究纳秒脉冲激光清洗纯铝设备线夹表面氧化层的工艺。通过不同工艺参数下的对比试验,研究不同功率和光斑叠加率对激光清洗效果和清洗效率的影响。在高效率激光清洗的前提下,通过研究不同重复频率和扫描次数对激光清洗效果的影响,进一步优化纯铝设备线夹表面氧化层激光清洗工艺。结果表明:在高功率、50%的光斑叠加率工艺设定下,氧化污染表面具有良好及高效的清洗效果;在上述基础工艺上,优化重复频率和扫描次数,能进一步提升表面的清洗效果;过高的功率、光斑叠加率及扫描次数,均会造成表面的过清洗。 相似文献
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激光清洗铝合金漆层的数值模拟与表面形貌 总被引:1,自引:0,他引:1
采用COMSOL Multiphysics建立了纳秒脉冲激光清洗2024铝合金表面丙烯酸聚氨酯漆层的有限元模型,分析了不同参数对激光清洗温度场和清洗深度的影响,并进行了实验验证。结果表明:扫描速度以搭接率的形式影响清洗效率,扫描速度越慢,清洗速率越小,当搭接率为50%时具有合适的清洗效率;随着激光能量密度增加,漆层表面和基体表面的最高温度线性升高,当激光能量密度达到25 J/cm^2时,激光辐照区域的漆层材料完全被去除,铝合金基体的烧蚀深度为50μm;在激光能量密度为25 J/cm^2,搭接率为50%的实验参数下,基体表面沟槽峰谷高度为50.234μm,在此参数组合下可以获得良好的符合涂装工艺要求的表面。该结果可为研究纳秒脉冲激光清洗及其工艺参数的选择提供参考。 相似文献
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金属材料在海洋环境下服役时表面会产生海洋生物污损,严重影响材料的服役寿命,必须对其进行定期清理。以30Cr3高强钢表面海洋生物膜层为清洗对象,采用纳秒脉冲激光清洗海洋生物膜层,对比分析海洋生物膜层激光清洗前后的宏观形貌、微观形貌、元素组成与表面粗糙度,通过高速摄像设备观察清洗过程中的脱附行为,探究不同激光能量密度对海洋生物膜层激光清洗质量与脱附行为的影响。结果表明:黄海海域中浸泡的高强钢表面海洋生物膜层包含主要由有机成分构成的胞外聚合物(EPS)层和主要由石灰质构成的表面硬质附着物两种组分,在不损伤基材的前提下,纳秒脉冲激光清洗高强钢表面海洋生物膜层的效果随激光能量密度的增大而增强,采用9.95 J/cm2的激光能量密度清洗效果最佳,清洗后表面无海洋生物膜层成分残留,表面粗糙度Sa=17.31μm,较清洗前下降约47.8%,其中,EPS层主要通过烧蚀分解去除,而表面硬质附着物主要通过热弹性振动从表面剥落去除。 相似文献
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以抛物形点聚焦激光推进器模型为研究对象,数值模拟了脉冲重复频率在2~50Hz范围内吸气式多脉冲纳秒激光推进的流场演变过程,分析了脉冲数目和重复频率对推进性能的影响。结果表明:随着脉冲数目的增加,喷管内气体密度减小、温度升高,导致平均冲量耦合系数下降,但纳秒脉冲激光作用获得的平均冲量耦合系数明显高于微秒脉冲激光;相同脉冲数目条件下,随着脉冲重复频率的增大,流场恢复时间缩短,使得流场状态不能及时恢复,导致平均冲量耦合系数下降,其中脉冲重复频率f10 Hz时的下降趋势明显大于f10 Hz。 相似文献
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纳秒脉冲激光器制备的Si表面宽带抗反射杂化结构 总被引:1,自引:1,他引:0
提出了一种通过纳秒脉冲激光器微加工制作的杂化准微金字塔型结构,与未经处理的均匀准微金字塔型结构相比,平均反射率下降了15%。通过实验,系统研究了激光能量密度、脉冲个数和图案间距对反射性能的影响。结果表明,反射率随图案间距的增加而增加,随着脉冲数增加而减少,当激光能量密度在4.83J/cm2时获得最小反射。这种技术用具有普通纵横比的微杂化结构替代高纵横比的非杂化结构,获得宽带抗反射性能,成本更低。通过优化激光加工参数能获得较高的抗反射性能。 相似文献
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探索了激光清洗去除涂鸦这一新型应用,并且针对清洗技术中的关键问题——激光能量密度对清洗效率的影响,进行研究.给出TEA CO2激光在不同情况下的清除涂鸦的实验数据.验证了TEA CO2激光适用于激光清除涂鸦,效果显著.实验发现,当激光能量密度为4~6 J/cm2时,去除效率最高,实验中单位能量去除的涂鸦面积超过2.5 ... 相似文献
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激光清洗阈值和损伤阈值的研究 总被引:5,自引:0,他引:5
讨论了采用波长为308nm,脉冲宽度为28ns的准分子激光清洗基片的实验研究,分析了激光清洗过程中清洗阈值和损伤阈值存在的原因,并对它们进行了定量性推导。 相似文献
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激光表面合金化制备TiC颗粒增强复合材料微观结构及磨擦学性能研究 总被引:1,自引:0,他引:1
To strengthen the wear resistance of AISI321 stainless steel, the TiC carbide-reinforced composite coating was produced by laser surface alloying. The microstructure, microhardness, and wear resistance of the composite coatings were investigated using optical microscopy, X-ray diffraction (XRD) meter, scanning electron microscopy (SEM), microhardness tester, and sliding wear tester. The results show that the composite coating is metallurgically bonded to the substrate and the microstructure is fine and uniform. The hardness of the composite coating is up to 400 HV, which is 2.5 times that of the substrate. Under room temperature and oil lubrication condition, the sliding wear tests indicate the friction coefficient and weight loss of the composite coating are smaller than those of substrate. The worn surface of the composite coatings is much smoother than that of the substrate, without grooves and crater. The wear resistance of the material has been greatly improved by laser surface alloying. 相似文献