Лазерная очистка поверхности

Для сбора разлетающихся частиц используются специальные коллекторы

Взаимодействие лазерного излучения с материалом

1. Испарение вещества с поверхностного слоя

2. Разогрев испаренной фракции лазерным излучением до состояния плазмы

3. Расширение плазменного факела в окружающую атмосферу

Лазерная очистка поверхности

Длительность
импульса

Длина волны
излучения

должна быть достаточной
для образования плазменного
факела

определяет глубину
проникновения излучения
внутрь материала

определяет глубину
термического воздействия
излучения

Глубина проникновения излучения обратно пропорциональна коэффициенту
поглощения материала поверхности

Сильный нагрев вещества на больших глубинах нежелателен, вследствие
чего импульсы должны быть наносекундными или еще более короткими

Для металлов (наиболее распространенный материал поверхности)
коэффициент поглощения увеличивается с ростом длины волны излучения

Переход от излучения ближнего ИК диапазона к ближнему УФ диапазону
может привести к увеличению коэффициента поглощения в десятки раз

При очистке поверхностей удаление материала происходит с различных
толщин приповерхностных слоев в зависимости от конкретных условий

В разных задачах могут использоваться лазеры различных спектральных
диапазонов

Во многих случаях приходится
очищать труднодоступные
участки (внутренние поверхности
оборудования, труб и т. д.)

Для доставки излучения используются кварцевые оптические волокна

Максимальная мощность передаваемого по волокну излучения падает с
уменьшением длины волны

Ограничения на минимально возможную длину волны лазерного излучения

Наименьшая длина волны находится вблизи 300 нм

Снижение стоимости работ

Дистанционные системы управления

телевизионные камеры

механические манипуляторы

Мониторинг процесса очистки

Регистрация акустических
колебаний

Оптическая
спектроскопия

Регистрация и анализ
параметров электромагнитного
поля плазмы

Характерные параметры лазерной технологической установки

Высота установки составляет 2 м, ширина – 1.3 м, длина – 1.8 м.
В качестве лазерного источника используется промышленный XeCl лазер
марки CILAS 635, излучающий на длине волны 308 нм в виде импульсов
длительностью 70 нс с частотой повторения 400 Гц и средней мощностью
импульса 1 кВт. Длительность волоконного световода составляет 5 м.
В состав установки входят насос с фильтром, предназначенный для сбора
удаляемых с поверхностей загрязнений и робот-манипулятор,
обеспечивающий дистанционное управление процессом очистки.
Данная установка в зависимости от вида загрязнений способна очищать
поверхности со скоростями от 2 м2/ч до 6 м2/ч.

Лазерная очистка поверхности

Лазерная очистка поверхности