IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Лазерная очистка – это химически чистый процесс, с помощью которого можно избавиться от широкого спектра примесей, даже таких, которые не удаляются традиционными способами.

Технологии по удалению ржавчины с кузова автомобиля не стоят на месте, а постоянно совершенствуются. В наше время одним из перспективных способов очистки поверхности материала от ржавчины, а также подготовки ее к дальнейшим видам обработки (покраске, сварки) является лазерно – плазменная обработка.

Теперь не нужно вручную или с помощью шлифовальной машинки очищать поверхность кузова автомобиля от ржавчины и вдыхать вредную химическую пыль. Данную процедуру теперь может сделать лазерное оборудование, которое в свою очередь не требует применения различных веществ и воды, так же не будет создаваться никакая вредная пыль, потому что в процессе работы не образуется вторичных отходов. Самый нижний предел размера удаляемых частиц при лазерной очистке меньше 0.1 мкм.

Таким образом, некоторые задачи, которые требуют максимальной очистки, просто невозможно решить, не прибегая к лазерной технологии. Например, это труднодоступные места автомобиля, куда обычным механическим способом не достать.

С применением этой технологии появилась возможность изменения параметров облучения в широких пределах и подбирать режим обработки индивидуально для каждого типа поверхности.

Преимущества лазерной очистки – это дистанционность, высокая производительность, отсутствие механического повреждения.

Существуют два вида лазерной очистки, сухая и влажная. Они основаны на импульсном лазерном нагреве поверхностей – сухих или с использованием тонкого слоя жидкости, нанесенного на поверхность. Сухая очистка отличается простотой выполнения, но эффективность ниже, чем у влажной, а необходимая энергия излучения – выше. Недостатки сухой очистки являются существенными, нежели влажной. Энергетические пороги лазерной очистки в 2-3 раза ниже, чем у сухой. В некоторых случаях сухая лазерная очистка металла автомобиля сопровождается локальными повреждениями поверхности.

Применение излучения YAG:Nd-лазера в режиме наносекундных импульсов удаляет коррозионные слои толщиной до 200 мкм без повреждения основного металла. Луч обычно направляют перпендикулярно поверхности, но в ходе использования лазера, выяснилось, что при наклонном положении пучка излучения, качество очистки повышается. [2]

Лазерная технология – это применение «чистой лучевой энергии» для удаления коррозии с кузова автомобиля. Развитию данной технологии препятствовали в основном экономические проблемы (высокая стоимость) и производительность процесса.

Схема процесса очистки состоит в следующем. Пучок лазера фокусируется на поверхности обрабатываемой детали автомобиля и размер пятна должен быть такой, чтобы плотность мощности излучения приводила быстро к повышению температуры поверхностного слоя. Величина такой мощности составляет от 107…1010 Вт/см2. Производительность лазера зависит от его мощности, но также существенную роль играют поглощающие свойства поверхности.

Новое поколение лазеров импульсного типа идеально пригодны для систем очистки коррозии с поверхности и труднодоступных мест автомобиля. Лазер YLR-20 с мощностью излучения 20 Вт, это компактный прибор, имеющий воздушное охлаждение, формирующийся пучок составляет около 12…15 мм. Серийно такие лазеры выпускаются с мощностью 10,20 и 50 Вт, по специальному заказу выпускают и версии достигающие 200 Вт. В данных моделях существует разный диапазон частоты импульсов, который можно регулировать, но не менее чем на 20 кГц, достигаемая энергия импульса составляет около 1 мДж. [3]

Бельгийской компанией было разработано новое устройство P-Laser QF-1000. Прибор предназначен для подготовки и очистки поверхности металла автомобиля к дальнейшей обработке. Например, при удалении коррозии с участков кузова автомобиля, бывают моменты, когда нужно прибегнуть к применению сварных работ, тогда перед этой работой применяют подобную обработку. Стоимость ручного лазера очень высока – 50 Вт версия стоит 47800 евро.

Лазер P-Laser QF-1000 выдает короткие импульсы, направленные на поверхность автомобиля. Оксиды и грязь под действием импульсов распадаются, при этом получается идеально чистая поверхность, которая готова к дальнейшей обработке. Данная технология действительно невероятна, она не оказывает ни малейшего вреда телу человека. [4]

В таблице 1 приведена технологическая карта подготовки автомобиля к антикоррозионной обработке и удаления ржавчины лазером.

Таблица 1 – Технологическая карта подготовки автомобиля к антикоррозионной обработке и удаления ржавчины лазером

Лазерное излучение является универсальным методом с помощью которого можно не только удалять коррозию с автомобиля и других механических поверхностей, но и применять для ведения различных других технологических процессов – термообработки, резки, сварки, токарной и фрезерной обработке, легирования и т.д. В процессе работы с поверхностью автомобиля и удалением коррозии, важным фактором является возможность быстрого перехода с одной детали на другую или перехода с одного места на другое, т.е. лазерное устройство должно быть мобильным и удобным. [5]

На данный момент лазерное удаление коррозии с поверхностей автомобиля является самым эффективным и современным способом. Но возникают вопросы со стоимостью технологии и всех её комплектующих.

Как сделать лазерную технологию доступную для всех и пустить в широкое применение во всей автомобильной промышленности? Это самый главный вопрос, которым задаются все разработчики этого метода.

Список использованной литературы

1. Лазерный инструмент // Портал спецтехники URL: http://enki.ua/news/lazernyy-instrument-udalyayushchiy-rzhavchinu-ili-krasku-za-neskolko-sekund-5481 (дата обращения: 2.11.2016).

2. Лазерная очистка поверхностей металлов // Syber URL: http://cyberleninka.ru/article/n/lazernaya-ochistka-poverhnostey-metallov-fizicheskie-protsessy-i-primenenie (дата обращения: 2.11.2016).

3. Очистка лазерным излучением // ИнфоМир URL: http://infomirspb.ru/articles/120.html (дата обращения: 2.11.2016).

4. Портативный лазер // ТехКульт URL: http://infomirspb.ru/articles/120.html (дата обращения: 2.11.2016).

5. Буцкий Ю. Коррозия кузова // АБС АВТО. - 2015. - №8. - С. 35-37.

6. Латышев А. Будни техцентра по защите автомобиля от коррозии // АБС АВТО. - 2016. - №10. - С. 40-42.

7. Воробьев Г. Антикоррозионная защита // Мастер Автомеханик. - 2011. - №7. - С. 54-56.

8. Мельников И.В. Автомобиль: покраска и защита от коррозии. - 3 изд. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 288 с.

9. Ханников А.А. Техническое обслуживание и ремонт легкового автомобиля. - Минск: Соврем.шк. 2007. - 384 с.