激光清洁技能及其在工业中的运用

激光清洁技能及其在工业中的运用激光清洁技能是一种新的高效无污染的清洁技能,与传统的清洁技能比较有很大的优势。在工业生产中,也常常需求用到清洁技能。概述了激光清洁技能在微电子器材清洁、航空制造业、模具清洁等范畴的运用。 跟着科学技能的开展,激光清洁技能应运而生。 激光清洁技能是指选用高能激光束照耀作业外表,使外表的污物,锈斑或涂层发作刹那间蒸腾或剥离,高速有用地铲除清洁目标外表附着物或外表涂层,然后到达洁净的技能进程。它是一种非触摸加工,可方便地完成远距离操作,能够经过光导纤维传输与机器人或许机械手联合,方便地完成自动化操作;能清洁传统办法不易到达的部位;去污成本低;能够挑选性地清洁资料外表的污物,不损害资料的内部组成和布局。 在工业生产中,常常需求用到清洁技能。例如,工业制品在电镀、磷化、喷涂、焊接、包装以及集成线路的安装时,为确保下道工序中工件的质量,有必要除掉商品外表上的油脂、尘埃、锈垢或残留的溶剂、粘结剂等污物。 2. 激光清洁的原理 激光同电子束和离子束统称为高能束,一起特色是束流携带着很高的能量在空间传输,经过聚集,在焦点邻近可得到104~1015W/cm2功率密度的照耀,是强度最高的热源。激光具有高亮度,高方向性、高单色性和高相干性的特色,这是通常光源所无法比拟的。运用激光的高亮度,经过透镜聚集后,能在焦点邻近发生上千度乃至上万度的温度。激光的高方向性使得激光能有用进行长距离传输。激光的单色性极高,波长单一,有利于聚集和波长挑选。 激光器宣布的激光从光纤中传输到聚集镜头,聚集后从喷嘴内孔抵达需清洁工件外表。通常运用喷嘴,借助于与激光同轴的小孔喷嘴将具有必定压力的气体吹到清洁区。气体由辅佐气源供给,其主要作用为防止镜头被飞溅物和烟尘污染,并起到净化工件外表,强化激光与资料的热作用。 物体外表附着的纤细颗粒主要有氧化物和尘埃。激光清洁颗粒的机制是在激光束辐射下颗粒的热膨胀、基体外表的热膨胀和施于颗粒的光压等三种。当这些作用力的合力(清洁力)大于物体外表对颗粒的粘着力时,颗粒就会掉落,而得到清洁。 3. 激光清洁技能的办法和特色 激光清洁办法有4种: (1) 激光干洗法,即选用脉冲激光直接辐射去污; (2) 激光+液膜办法,即首要堆积一层液膜于基体外表,然后用激光辐射去污;当激光照耀于液膜上时,液膜急剧受热,发生爆炸性汽化,爆炸性冲击波使基体外表的污物松懈。并随冲击波飞离加工物体外表,到达去污的意图。 (3) 激光+惰性气体的办法,即在激光辐射的一起,用惰性气体吹向基体外表,当污物从外表剥离后会立即被气体吹离外表,以防止外表被再次污染和氧化; (4) 运用激光使尘垢松懈后,再用非腐蚀性化学办法清洁。当前,常用的是前三种办法。 工业中传统的清洁办法能够概括为三类: (1) 机械清洁法,即选用刮、擦、刷的等手法到达铲除外表污染物的意图; (2) 湿法化学清洁法,他运用有机清洁剂,经过喷、淋或高频振荡一除掉油污等外表附着物; (3) 超声波清洁法,将零件放入水或有机溶剂中,足运用超声波振荡效应铲除尘垢。其间,超声波清洁办法在传统清洁法中到达的洁净度最高,可是工件有必要坐落声波振荡中间才能使清洁作用均匀,并且无法清洁大尺度的零件或许物品,工件清洁后枯燥时简单氧化。 当前这三种清洁办法在中国清洁商场中仍占主导地位,但在环境保护和高精度需求下其运用遭到很大的约束。机械清洁法无法满意高清洁度清洁需求,简单损害被清洁工件的外表;而化学清洁办法简单致使环境污染,取得的清洁度也很有限,特别是当尘垢成分杂乱时,有必要选用多种清洁剂重复清洁才能够满意外表消洁度的需求。超声波清洁法虽然清洁作用不错,但对亚微米级污粒的清洁力不从心,清洁槽的尺度约束了加工零件的规模和杂乱程度,并且清洁后对工件的枯燥亦是一大难题。 与传统清洁办法比较,激光清洁技能具有一些特有的长处: (1) 不需求清洁液或其它化学溶液,它铲除的废料基本上都是固体粉末,体积小,易于寄存,对环境基本上不形成污染,是一种“绿色”清洁技能,且清洁度远远高于化学清洁技能; (2) 铲除污物的规模和适用的基材规模非常广泛;经过调控激光技能参数,激光清洁还能够挑选性地清洁资料外表的污物,不损害资料的内部组成和布局,使外表复古如新; (3) 激光清洁是一种非触摸加工,可方便地完成远距离操作,能够经过光导纤维传输,与机器人或许机械手联合,能清洁传统办法不易到达的部位。激光清洁有高的适应性和柔性,能够方便地完成自动化操作; (4) 激光去污设备能够长时间安稳运用,通常只需求电费和维护费用,运转成本低,并且能够方便地完成自动化操作。