激光频率对激光干式清洗机理及表面性能的影响

作者：万壮; 杨学锋^*; 夏**; 李丹; 刘文波; 成健; 王守仁

来源：表面技术, 2021, 50(05): 70-77.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.05.006

• 清洗频率
• 清洗机理
• 表面性能
• 激光清洗
• 清洗效果

目的探究不同频率下激光干式清洗的清洗效果、清洗机理及清洗后材料的表面性能。方法通过理论计算,得出较优频率,并采用固体光纤激光器,控制清洗频率单因素参数,以Q235低碳结构钢表面氧化层为例进行清洗实验。结果在350 kHz清洗后,样品的表面效果最佳;频率为250 kHz时,样品的表面粗糙度达到最低值,为2.572μm,基体轻微损伤;频率为150 kHz时,样品摩擦系数达到最大值,为0.3905,基体损伤最大。Q235表面氧化层激光干式清洗机理为烧蚀及溅射,随频率的增加,烧蚀作用逐渐下降,溅射作用逐渐增强。当频率为550 kHz时,烧蚀作用最低,占比为68%;频率为150 kHz时,基体损伤,样品表面发生二次氧化,受损严重,表面粗糙度值最大。在250～550 kHz,随频率的增大,样品的表面粗糙度呈上升趋势。激光干式清洗后,样品表面的摩擦系数总体呈下降趋势,且在频率为150 kHz时,激光能量密度最大,激光强化作用最明显。随频率的增加,样品清洗表面残余应力下降。在激光频率为350 kHz清洗后,样品表面的电化学腐蚀性能最好。结论在激光干式清洗时,频率作为一个重要参数,对清洗效果、清洗机理及表面性能有显著影响。

• 单位
  湖北工业大学; 济南大学