本文基于有限元模型,對船用鋼板激光除銹工藝進(jìn)行了模擬,并對其參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,當(dāng)處于2.12～6.00 J/mm²的激光能量密度時,此時可以有效清除鋼板表面存在的銹蝕,如果能量高出一定范圍,此時將會出現(xiàn)氧化等現(xiàn)象,為了保持除銹后鋼板的清潔度,使其不低于Sal/2水平,此時需要確定最佳的除銹工藝。使用點(diǎn)激光除銹技術(shù),此時溝槽特征將表現(xiàn)的十分規(guī)律。溝槽深度與粗糙度R_z之間有顯著的相關(guān)性。分析基體材料可知,使用激光除銹工藝技術(shù)得到的試樣,其力學(xué)性能并未發(fā)生顯著變化。提高粗糙度R_z的數(shù)值,會使漆膜附著力進(jìn)一步降低,控制最佳的R_z匹配范圍。如果控制其他條件不發(fā)生變化,分析點(diǎn)激光除銹工藝試樣的各項指標(biāo),均與鋼板傳統(tǒng)噴砂除銹技術(shù)相等,滿足實(shí)際需求。 

【文章來源】：應(yīng)用激光. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

線型填充方式

本文選取的激光光斑可恰好將試樣整個表面完全覆蓋,這樣可將激光除銹效率提高,圖2為光斑搭接示意圖。如果激光光斑在二維平面當(dāng)中滿足公式(1)的關(guān)系式,此時有相鄰對角光斑相切,試樣的表面可以被激光光斑完全覆蓋。光斑半徑為

在進(jìn)行網(wǎng)格劃分時,綜合分析時間經(jīng)濟(jì)性以及計算的準(zhǔn)確性等因素展開分析,最終確定激光除銹仿真計算模型,其中激光除銹試樣尺寸為150.5 mm×70.5 mm×3.5 mm,激光除銹部分的寬度為0.55 mm。單元網(wǎng)格劃分為0.015 mm×0.015 mm×0.021 mm,這樣在模擬中,方便對激光光斑的行走路徑進(jìn)行設(shè)置,隨熱源移動,單元網(wǎng)格自動進(jìn)行細(xì)劃分。因線型填充路徑的個數(shù)和模擬計算時間的合理性具有代表性,將線型填充路徑個數(shù)設(shè)置為12。模擬激光除銹實(shí)驗,需要確保傳熱條件是穩(wěn)定的,此時低碳鋼除銹試樣的初始溫度即為環(huán)境溫度,室溫為20 ℃,傳熱系數(shù)α=1 000.0 W/(m2·K),對流換熱系數(shù)h=20.05 W/(m2·K),輻射系數(shù)ε=0.6。圖3為有限元模型。2 激光除銹試驗

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]深度銹蝕鋼板的激光除銹工藝研究[J]. 楊明昆,周仿榮,馬儀,黃繼盛,陸軍,高勇.  應(yīng)用激光. 2018(06)
[2]低碳鋼的激光除銹機(jī)理及表面性能研究[J]. 任志國,吳昌忠,陳懷寧,陸瑩,喬紅超,胡太友.  光電工程. 2017(12)
[3]激光清洗技術(shù)在彈藥修理中的應(yīng)用探索試驗研究[J]. 宋桂飛,李良春,夏福君,牛正一.  激光與紅外. 2017(01)
[4]船舶板材激光除銹工藝參數(shù)確定方法研究[J]. 解宇飛,劉洪偉,胡永祥.  中國激光. 2016(04)
[5]碳鋼表面激光除銹研究[J]. 俞鴻斌,王春明,王軍,閆飛,胡席遠(yuǎn).  應(yīng)用激光. 2014(04)

博士論文
[1]激光清洗銹蝕的機(jī)制研究和設(shè)備開發(fā)[D]. 李偉.南開大學(xué) 2014

碩士論文
[1]Q235碳鋼脈沖激光除銹工藝研究[D]. 王凱杰.華中科技大學(xué) 2017



本文編號：3496111