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 夏国峰 李丹 刘文波 成健 王守仁
• 来源期刊: 表面技术
• 关键词: 清洗频率 清洗机理 表面性能 激光清洗 清洗效果
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 激光表面改性技术|Laser Surface Modification Technology
• 页码范围: 70-77
• 页数: 8页
• 分类号: TG156.99|TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.05.006

摘要

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.