在最近发表在《开放式杂志》上的评论中亚博网站下载，研究人员讨论了用于铝合金表面的激光控制清洁的开发。
学习：研究进度和激光控制的铝合金表面的挑战。图片来源：surasak_photo/shutterstock.com
背景
铝合金广泛用于各种行业，包括飞机，运输，建筑物和高速导轨。如果铝合金表面上有氧化物涂层，则焊接部件的性能和铝合金焊缝的发育将受到重大阻碍。
在焊接铝合金之前，必须完全去除氧化物涂层，以优化焊接质量。app亚博体育由铝合金组成的设备需要经常重新粉刷表面。喷涂技术必须在喷涂之前完成；但是，底物不应受到影响。
与典型的净化过程相比，激光控制的清洁方法用浓缩激光清洁材料表面，从而使材料迅速从表面蒸发或消除材料。铝合金表面的激光控制清洁由于其出色的应用市场和前景，最近获得了研究兴趣。为了执行激光控制的铝合金表面清洁，必须理解激光清洁的机制，掌握对激光过程参数的选择和控制规则，确保除去油漆层或表面氧化物膜，而不会造成损坏，并且优化底物性能。
激光清洁的机制。（（一个）消融气化；（（b）振动剥离；（（C）爆炸剥离。图片来源：Deng，J等，材料亚博网站下载
关于研究
在这项研究中，作者讨论了激光清洁氧化物沉积物和铝合金涂料层的机理。此外，完成了各种处理参数的影响，包括激光束功率，扫描速度，能量密度等。
该小组说明，在激光清洁后，铝合金合金的耐腐蚀性，粘合性能，可焊性和其他品质得到了改善。这项研究还涵盖了几种用于激光清洁的实时检测技术。
研究人员回顾了有关激光控制的铝合金表面清洁的最新研究，重点是激光清洁机制，清洁后的底物性能优化，过程参数优化，实时检测激光清洁以及未来的研究前景方向。
激光清洁的7075铝合金的形态具有不同的激光能力。（（一个）16 W;（（b）32 W;（（C）48 W;（（d）80 W;（（e）96 W;（（F）160 W.图片来源：Deng，J等，材料亚博网站下载
观察
当激光能量低于清洁阈值时，接收的声信号的最大幅度频率完全高于0.04 kHz。当达到或超过清洁阈值时，最大幅度频率始终设置为0.04 kHz。在条状缺陷中血浆爆炸以及空气和水爆炸产生的冲击波增加了7075铝合金的表面显微硬度，提高了5.62-8.45％。
7.1-17.5 J/cm2是使用激光从铝合金表面去除氧化膜的建议的能量密度范围，以及3.2-25 J/cm2是推荐的能量密度范围，用于对油漆层进行相同的操作。
激光清洁的三种机制是消融气化，爆炸剥离和振动剥离。当铝合金表面收到的激光能大于材料的蒸发点时，其表面上的油漆层或氧化物膜直接蒸发并去除。如果没有，膨胀和冲击波导致油漆层或氧化物膜从基板上撕下。
从铝合金表面去除油漆或氧化物涂层的结果高度依赖于激光过程参数。当激光器的功率，重复速率，能量密度和脉冲宽度增加或清洁速度，扫描速度和浓缩点面积时，清洁的效果得到了增强。当激光过程参数增加或进一步减少时，底物消融。因此，在激光清洁之前，建立损坏和激光清洁阈值至关重要。
在使用右激光过程设置进行激光清洁后，改善了耐腐蚀性，粘附性能，焊接性能，弯曲和拉伸特性，表面微硬度以及磨损和摩擦性能。
特征频率的解释示意图。（（一个）声波的产生和（b）从金属基板上卸下油漆。图片来源：Deng，J等，材料亚博网站下载
结论
总之，这项研究阐明了激光清洁的机制，各种激光过程参数对清洁效果，底物性能优化的影响以及激光清洁的实时检测技术。作者提到，用于采用激光控制和智能清洁，实时检测技术，包括激光诱导的分解光谱（LIBS），声学信号和机器人视觉，将是有用的。
他们指出，即使激光可以成功地在铝合金表面上取出油漆层和氧化物膜，还对几个受试者进行了更多研究，包括改善激光清洁系统，建立标准以评估激光清洁程序，扩大使用的使用情况在线激光清洁检测系统以及将来可以扩大复杂激光清洁技术的研究，以促进激光清洁技术的应用。
资源
Deng，J.，Zhao，G.，Lei，J。，在激光控制的铝合金表面清洁的研究进度和挑战。亚博网站下载材料15（16）5469（2022）。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/16/5469
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