关键词:
超高功率激光
激光清洗
锈蚀层
表面硬度
Q355B钢
摘要:
为了探究Q355B钢在超高功率连续激光清洗下的效果,采用超高功率光纤激光器对Q355B钢表面的铁锈等污染物进行清洗试验,研究超高功率下激光扫描速度和功率对清洗质量的影响并计算清洗效率。结果表明:清洗速度≤110 mm/s时激光对基体损伤较大,速度≥140 mm/s时仍有部分锈蚀存在于基体表面,速度在120~130 mm/s时基体未损伤并可有效去除锈蚀层;当速度恒定为120 mm/s时,功率在7 500 W以下时锈蚀未除净,功率在8 500 W以上时基材发生损伤。用SEM分析清洗前后钢材表面的微观形貌,用XRD和EDS对工件表面进行表征,随着扫描速度从100 mm/s提高到150 mm/s,功率从7 000 W提高到9 000 W,清洗后钢材表面的铁含量呈现先增加后降低的趋势,而氧含量则呈现先降低再升高的趋势。当激光功率为8 000 W,扫描速度为120 mm/s时,清洗后的工件表面铁元素的质量分数达到了峰值,约为79.25%,氧元素的质量分数则达到谷值,约为20.75%。计算得出激光清洗效率最高可达43.2 m^(2)/h。通过调节激光功率和扫描速度能在安全去除大部分Q355B钢表面污染物的同时提升材料表面的显微硬度,从而达到理想高效的激光清洗效果。