实测 | 清洗效率提升2.5倍,锐科ABP环形复合清洗激光器是如何做到的?
时间:2022-05-27来源:原创文章

我国大型结构件的制造主要集中于船舶与大型海洋工程装备领域,包括耐压壳体、船体结构、大型钢结构等类型的钢制结构件加工制造。很多船板因长期使用在高湿度、高盐度的海洋环境中,金属制品在这样环境下极容易生锈产生锈蚀。如何保证金属制品清洗用最少的人力、物力、财力和时耗取得最佳的效果,同时在保证清洗质量的前提下,完成最大的清洗量,是所有钢结构行业所面临的一个亟待解决的问题。由此,锐科ABP环形复合清洗激光器应运而生。

 

为什么锐科ABP环形复合清洗激光器可以极大提升清洗效率?

 

1、ABP环形复合激光器清洗原理

锐科ABP环形复合清洗激光器采用环形光斑合束技术,将输出激光整形为环形光斑,中心为高峰值功率的脉冲光斑,外圈为环形的高功率连续光斑,两种光斑相互独立,互不覆盖,相比于传统用外光路组合式的复合清洗光斑,本产品设计的环形复合型激光器功率密度显著提高,整合了两束光的优势,可极大地提高清洗效率。

 

2、ABP环形复合激光器技术参数

ABP环形复合清洗激光器详细技术参数表,包括实际测量功率值,单脉冲能量以及脉宽、芯径、光参数积等相关参数标准。具体如下:


 

 

3、ABP环形复合清洗激光器光斑大小实测

ABP环形复合清洗激光器装载到外光路传输系统中,通过准直聚焦入射到焦平面上,准备一块检测板(碳钢板),通过改变光束模式中脉冲与连续光百分比查看光斑大小情况。


 

图1 F170聚焦镜下光斑图样

 

用显微镜检测试验板,查看出光光斑点的状态,单一脉冲光输出下光斑直径约为0.3mm,连续光输出下约为0.7mm,整体环形光斑输出约为0.77mm,包括了热影响区范围。

目前,激光清洗最常用的应用是激光除漆和激光除锈。由于RFL-P300+C1500可调参数更多,能量密度是单一300W脉冲激光器的3倍之多,可以确定RFL-P300+C1500基本覆盖了RFL-P300的功能应用。它适用范围更广,在氧化层、氧化皮处理上效果更好,效率更高。

 

P300+C1500脉冲光纤激光器的优势及其工艺应用

1. 光斑模式可调

可单一只出脉冲光或者连续光,也可两束光同时输出,相互独立,互不影响,针对不同的应用领域和场景,适应性更强,从而保证清洗的质量更高。

为了弄清楚ABP环形复合清洗激光器中两路光以怎样结合的方式处理,达到清洗碳钢锈层最佳效果,设计试验,如下表所示。


 

 

在搭接率相同的情况下,改变环形光斑两路光功率百分比分布,发现连续光高功率输出,碳钢板锈层清除的更彻底,见基材金属光泽较明显,单纯脉冲光还有锈层残留,并且在该移动速度下纵向光斑没有搭接上,需要连续光互补。在相同移动速度下,效果最佳的两路光组合是脉冲光50%和连续光100%同时输出。

 

2. 高的能量密度

RFL-P300+C1500环形复合清洗激光器的中心高峰值脉冲300W激光光斑比单一脉冲300W激光器输出光斑小,同时还加上外圈环形的连续输出光,因此,在某些需要高的能量密度清洗应用中,RFL-P300+C1500具有较大的优势。

轮对锈蚀表面清除,除了将表面锈层处理干净外,还需将表面灰色氧化层一并处理,显露金属光泽。单一高峰值300W脉冲激光器能量密度太小,有些氧化层去除不干净,且大面积除锈清洗较慢,而使用500W脉冲激光器热影响较大,激光穿透力不强,下面致密氧化层基本破坏不了,只能去除表面浮锈,而环形复合清洗激光器能解决此问题,且清洗效率达到轮对处理要求。RFL-P300+C1500轮对除锈清洗现场作业及清洗效果如图所示。

 

 

工艺参数如表3所示,RFL-P300+C1500的清洗效率相比RFL-P300提高了2.5倍,且见金属光泽。

表3清洗轮对除锈的工艺参数

光源

功率百分比

频率

占空比

扫描速度

线宽

转轮器转速

300W

100%

30kHz

/

5m/s

80mm

0.4min/r

1500W

70%

2000Hz

100%

5m/s

80mm

 

结语

不同的激光器和清洗方式有着各自的优势,而且激光清洗应用的行业和领域较多,根据具体的应用选择合适的激光器和清洗方式可以做到事半功倍。目前,ABP环形复合型激光器在市场上利用率极高,除了能做清洗外,焊接应用也很普及,且工艺调整方便,操作简单,已经在很多场景中投入应用。