Ilgstoši saskaroties ar tēraudu ar mitrumu vai gaisu, uz virsmas veidojas dzelzs oksīda slānis. Tajā pašā laikā produkts zaudē savu vizuālo pievilcību, taču tās nav vienīgās nepatīkamās sekas. Nākotnē metāls sāks strauji rūsēt, kā rezultātā subjekts var zaudēt pamatfunkcijas. Rūsas noņemšanas lāzers ir moderna metāla virsmu tīrīšanas metode, kas ir kļuvusi par efektīvāku alternatīvu korozijas apturēšanas ķīmiskajām metodēm.
- Lāzera tīrīšanas tehnoloģija
- Lāzera ablācija
- Desorbcija
- Lāzera tīrīšanas aprīkojums
- Metodes priekšrocības
- Izmantošanas joma
- Mikroprogramma
- Makro lietojumprogramma
- Liela mēroga izmantošana
- Kādi lāzera modeļi ir pieejami?
- Ķīniešu lāzeri
Lāzera tīrīšanas tehnoloģija
Lai veiktu metāla lāzera tīrīšanu no rūsas, jums ir nepieciešams īpašs aparāts, kas fokusē spēcīgu gaismas plūsmu. Ierīces darbības princips ir tīra metāla spēja atspoguļot lāzera starojumu, kad vielas to absorbē ar sarežģītāku sastāvu. Rezultātā rūsas slānis, kurā ietilpst trīs dzelzs oksīdu, hidroksīdu plēvju un dažādu piesārņotāju maisījums, sāk uzkrāt enerģiju, sakarst un lobās no pamatnes. Ja lāzera iekārtas jauda ir liela, tad plāksne kūst un iztvaiko.
Lāzera ablācija
Visbiežāk metāla rūsas tīrīšanu no rūsas veic, izmantojot ablācijas impulsa starojumu, izraisot oksīda plēves iztvaikošanu. Pēdējais "paceļas" virs virsmas plazmas mākoņa formā, pēc tam izzūd. Ablācija notiek uz divu fāžu robežas: gāzveida un kondensēta - un sākas straujas temperatūras pazemināšanās dēļ (iekārtas var sildīt pamatni līdz +16500 grādiem).
Ierīces darbības secība ir šāda:
- Skenēšana (diagnostika). Lāzers nosaka apstrādes dziļumu, izmantojot īsu impulsu, ko izstaro darba galva.
- Galvenā skatuve. Automātiskajā režīmā tiek izvēlēta jauda, tiek veikta pilnīga rūsas noņemšana.
Desorbcija
Desorbcija tiek saprasta kā nosacīti maigāka ietekme uz rūsu, ko rada fotonu stars, kas izraisa virsmas slāņa atdalīšanos pārslu veidā. Šādām augiem raksturīga maza jauda, kas noved pie sildīšanas bez fāzu pārvērtībām. Parasti, lai sasniegtu vēlamo efektu ar oksīda plēves biezumu 50-75 mikroni, siltumenerģijas blīvumam nevajadzētu būt mazākam par 106 W / kv. cm, jonu-fotonu staru kūļa diametrs ir līdz 100 mikroniem.
Papildus sildīšanai izstarotās gaismas stara trieciena spēka klātbūtne paātrina rezultāta sasniegšanu. Lāzera desorbciju, kas rada saudzējošu iedarbību uz metāliem, var izmantot izstrādājumiem ar:
- dekoratīvā apdare;
- gofrēšana;
- dažādas rievas, caurumi;
- sarežģītas detaļas.
Lāzera tīrīšanas aprīkojums
Visi mehānismi lāzera metāla tīrīšanai tiek automatizēti, cik vien iespējams, savukārt cilvēka centieni tiek samazināti līdz minimumam. Lāzera aparāti atšķiras pēc jaudas, konstrukcijas veida, lieluma, daži no tiem ir aprīkoti ar kameru ar tālvadības pulti, kas ir savienota ar datoru. Lielu agregātu apstrādei lāzera sistēmas ir aprīkotas ar gariem kabeļiem (no 50 metriem).
Pēc ierīces jaudas var būt šāds:
- maziem laukumiem - 12-20 W (mazs lāzers uz baterijām);
- vidējiem laukumiem - 100–400 W (kompakta izmēra portatīvās sistēmas);
- jaudīgas instalācijas - līdz 1000 W (portatīvās un stacionārās ierīces).
Parasti šādi instrumenti var darboties pret rūsu vai citiem mērķiem, neaizvietojot darba galvu 100 000 stundu laikā. Pēc tam, kad ierīce turpina darboties, daļa ir jānomaina. Lāzera sistēmas ir drošas cilvēkiem, tās ir aprīkotas ar īpašu aizsardzību pret stara izstarošanu no sagataves.
Metodes priekšrocības
Lāzeru visur izmanto kā rūsas noņemšanas līdzekli gan lielos rūpniecības uzņēmumos, gan mazo automašīnu servisā. Izmantojot mazus mazjaudas akumulatorus, parastā garāžā ar savām rokām ir pilnīgi iespējams notīrīt metālu no korozijas elementiem. Citas lāzera metodes priekšrocības salīdzinājumā ar tīrīšanas līdzekļu, pārveidotāju un mehāniskās tīrīšanas metožu izmantošanu ir šādas:
- kaitīgu izmešu trūkums, drošība;
- cilvēka kontakta trūkums ar apstrādāto virsmu;
- tīrīšanas augstākā kvalitāte un precizitāte;
- pat visspēcīgāko instalāciju trokšņainība;
- ātrgaitas virsmas apstrāde;
- ierīces uzstādīšanas un pielāgošanas vienkāršība;
- automātiska lāzera izstarotāja izslēgšana pēc procesa pabeigšanas;
- spēja strādāt ar daudziem metāliem un sakausējumiem;
- iztrūkstošās nepieciešamības trūkums;
- nav materiāla bojājuma briesmu, noņemtā slāņa vienmērīgums.
uz saturu ↑
Izmantošanas joma
Lāzeram ir plašs pielietojuma klāsts, vienlaikus tas izšķir mikro-, makrozona un liela mēroga darbību. Ārstēšanas izmaksas arī būs atšķirīgas, jo tās ir atkarīgas no tā, cik maksā pati uzstādīšana, no tās ietilpības, darba apjoma un sarežģītības.
Mikroprogramma
Šajā izmantošanas jomā ietilpst stiepļu noņemšana mājputnu laikā, dažādu elektronisko savienojumu - spaiļu, savienotāju - metināšana. Izņemot lāzeru, gandrīz neiespējami notīrīt mazus plakanus vadus no vecās izolācijas, tos nesabojājot. Gaismas stars noņems izolācijas slāni, kura biezums ir mazāks par 1 mikronu, vai apsmidzinātu sudraba pārklājumu, nepieskaroties vara sastāvdaļai. Turklāt elektronikas jomā lāzeru izmanto, lai veiktu:
- plānas iegriezumi;
- caurumi vados;
- iecirtumi uz dēļiem.
uz saturu ↑Nepieciešamības gadījumā ar lāzera sistēmu palīdzību no bremžu vai dzesēšanas sistēmām ir iespējams noņemt poliamīda pārklājumu, kas nepieciešams tīrījot savienoto cauruļu galus. Lāzera tehnika ļaus veikt šo sarežģīto operāciju, nesabojājot alumīnija serdi.
Makro lietojumprogramma
Metāla tīrīšana ar lāzeru ir dārga metode, taču tā ir pilnībā pamatota dārgu izstrādājumu apstrādē: rotaslietas, monētas, lietņi, vērtīgas lietas. Šī tehnoloģija tiek izmantota arī gumijas izstrādājumu ražošanā rūpnīcās: gaismas stars efektīvi noņem aplikumu no riepu veidnēm pēc simtiem pildījumu. Ja veidnes notīrīsit ar ķīmisku metodi, process prasīs daudz laika, un dārga izstrādājuma virsma var tikt sabojāta.
Lāzers novērš šādus efektus un samazina laiku, kas nepieciešams korozijas elementu noņemšanai. Veidnes lāzera apstrādes laiks nepārsniedz 60 minūtes, salīdzinot ar 8 stundām, kuras prasa ķīmiskā metode. Arī produkts pirms darba nebūs jāizjauc, kas tehniski ir daudz ērtāk un novērš problēmas atkārtotas montāžas laikā.
Liela mēroga izmantošana
Rūsas tīrīšana ar lāzeru tiek praktizēta lidmašīnu, kosmosa kuģu uc sastāvdaļu ražošanā.Kopš 90. gadiem daudzi militārie un pasažieru gaisa kuģi ir iztīrīti no krāsas, aplikuma kā daļu no apkopes ar lāzeru. Šādas instalācijas tiek izmantotas, lai noņemtu vecās svina krāsas no kuģu korpusiem, tiltiem, citām lielgabarīta konstrukcijām, dzelzceļa vagoniem, ēkām.
uz saturu ↑Kādi lāzera modeļi ir pieejami?
Vispopulārākās tirgū ir firmas Clean Laser (Vācija) ierīces, kas ražo lielu lāzera iekārtu līniju. Vispopulārākais tiek uzskatīts par kompaktu “mugursomas” lāzeru, kas sastāv no 3 atsevišķiem moduļiem, kurus savieno ar optisko šķiedru kabeli:
- somiņa ar enerģijas avotu;
- lāzera galva;
- videonovērošanas ierīce.
Ieslēdzot ierīci, virsma tiek noskenēta, tiek noteikts rūsas dziļums un tikai tad pilnas jaudas lāzera straume tiek virzīta uz piesārņojuma zonu. Iznīcināto rūsas elementu paliekas, kas ir atvienotas no metāla, tiek nogādātas speciālā konteinerā. Process beidzas automātiski, kad izstrādājuma virsma kļūst pilnīgi brīva, un uz to vērsta gaismas plūsma tiks atspoguļota.
Nelielas mazas enerģijas akumulatori ir ļoti populāri arheologu, senlietu cienītāju vidū, jo tie ļauj noņemt piesārņojumu no pat delikātiem, vērtīgiem objektiem. Vidēja lieluma vienības ar jaudu līdz 400 W izskatās kā kompresori un parasti tiek izmantotas automašīnu remontdarbnīcās un nelielās ražotnēs. Izmēra, jaudīgas instalācijas ir liela mēroga un maksā simtiem tūkstošu dolāru.
uz saturu ↑Ķīniešu lāzeri
Ķīnā ražoti izstrādājumi ir pieprasīti arī tirgū, jo to cena parasti ir lētāka nekā Eiropas instalācijās. Piemēram, aparātu LY CL 100 izmanto rūsas tīrīšanai no metāla izstrādājumiem, tā jauda ir 100 W, un tas tiek darbināts, nemainot galvu 50 000 stundu. Šīs ir citas ierīces īpašības:
- atkārtot frekvenci - 1,2-25 KHz;
- darba ātrums - 7000 mm / s;
- lineārais ātrums - 70 m / min;
- viļņa garums - 1064 Nm;
- uzstādīšanas svars - 70 kg.
Šādas mobilās ierīces var izmantot, lai notīrītu automašīnas virsbūvi, noņemtu krāsu vai notīrītu sarūsējušās vietas. Lāzera izmantošana tiek uzskatīta par efektīvu un drošu detaļu atjaunināšanas veidu, palīdz pagarināt to kalpošanas laiku un nopietni ietaupīt, pērkot jaunas.
