不同时间尺度的激光对铝合金表面油漆层清洗质量的影响

作者：雷正龙; 孙浩然; 田泽; 邱太文; 程程; 富双超; 李凯

来源：中国激光, 2021, 48(06): 65-74.

• 激光技术
• 激光清洗
• 脉宽
• 油漆涂层
• 表面形貌
• 清洗质量
• 物理机制

分别采用毫秒级和纳秒级脉冲宽度的激光对2024铝合金表面环氧油漆涂层进行激光清洗实验,使用高速摄像机对激光清洗过程进行监测,分析了清洗后试样表面的宏观与微观形貌。结果表明这两种激光在合适的工艺参数下均能有效去除涂层,获得清洁的基材表面,但二者的除漆特性有较大区别。纳秒脉冲激光除漆的能量效率远高于毫秒脉冲激光。经毫秒级CO2激光清洗后试样表面残留一层黑色炭灰,该物质为油漆涂层的燃烧产物,清洗过程中基材表面不容易发生熔化。纳秒脉冲激光清洗过程中产生了较强的等离子体,有大块的漆层碎片从基材表面剥离,当激光功率高于250 W时基材表面发生明显重熔。结合热弹性振动模型与热传导模型,对两种激光除漆过程的物理机制进行了探讨,发现毫秒脉冲激光除漆的主要机制为气化与燃烧效应,而纳秒脉冲激光除漆的主要机制为热弹性振动效应。

• 单位
  先进焊接与连接国家重点实验室; 哈尔滨工业大学; 上海飞机制造有限公司