העיקרון הבסיסי של הסרת חלודה בלייזר:
המפתח ליעילות הסרת חלודה בלייזר לא נמצא בחלודה "שריפה", אלא ב"השפעה הפוטו -אקוסטית "שלו.
ספיגת לייזר על ידי שכבת החלודה:לחלודה (Fe₂o₃, Fe₃o₄) יש קצב ספיגה גבוה עבור לייזרים באורכי גל ספציפיים (כגון אור אינפרא אדום 1064nm), בעוד שלמצע המתכת הנקי יש רפלקטיביות גבוהה.
המרת אנרגיה מהירה: לאחר קליטת אנרגיה גבוהה באופן מיידי, שכבת החלודה חווה עלייה בטמפרטורה מהירה, רוטטת, מאדה והופכת לפלזמה.
פילינג מיידי: חומרים מחוממים ומתרחבים אלה מייצרים גלי הלם ש"פוצצים "או מפטרים את שכבת החלודה לפני השטח. עם זאת, המצע משקף את מרבית האנרגיה, ונשאר ברובו ללא פגום.
בניתוח עומק -: סוגי חלודה ותאימות לייזר
1. חלודה אדומה (Fe₂o₃)
מאפיינים: רופף ונקבובי, ממוקם בדרך כלל על פני החומר ("חלודה צפה"). יש לו קשר חלש עם המצע.
קושי ניקוי: קל.
לְנַמֵק: המבנה הרופף שלה מאפשר לאנרגיית לייזר לחדור בקלות ולהסיר אותה במהירות. אפילו לייזרים עם צפיפות אנרגיה נמוכה יכולים להסיר אותו ביעילות.
2. חלודה שחורה (fe₃o₄)
מאפיינים:צפוף, קשה ויציב, מה שמצביע בדרך כלל כי חמצון חדר עמוק לתוך המצע והוא קשור אליו חזק. לרוב זה תוצר של חמצון נוסף או ארוך - קורוזיה של חלודה אדומה בתנאים ספציפיים.
קושי ניקוי: קשה ביותר.
לְנַמֵק:
צְפִיפוּת:המבנה הצפוף מקשה על הלייזר לחדור ולהסיר אותו לחלוטין בפעם אחת.
הַדבָּקָה: קשור בחוזקה למצע, הדורש צפיפות אנרגיה גבוהה יותר לשבור קשר זה.
סוגיית עומק: חלודה שחורה לעתים קרובות "מושרשת" עמוק בתוך המצע. כטכנולוגיית טיפול לפני השטח, לטיפול בלייזר עומק פעולה מוגבל. גם אם מנקים את פני השטח, תחמוצת הברזל בפנים עשויה להופיע שוב על פני השטח זמן קצר לאחר מכן, ויוצרת חלודה חדשה.
בחירת סוג לייזר: מדוע לייזרים "רציפים" נחותים מלייזרים "פועמים"
פעולת לייזר רציפה: מפלט ברציפות באנרגיה, כמו "ברזל הלחמה" מחומם ברציפות.
חסרונות: חום מצטבר ומתנהל ברציפות. תוך כדי הסרת חלודה, כמות גדולה של חום מועברת למצע המתכת, וגורמת לחימום יתר, לעיוות ואפילו נזק. חסר לו כוח ההשפעה המיידי להסרת חלודה שחורה מלוכדת היטב.
יישומים:לעתים רחוקות משמש להסרת חלודה מדויקת, אך ניתן להשתמש בו לאזור גדול -, הסרת חלודה עבה ורופפת כאשר נזק למצע אינו מהווה דאגה.
לייזר פועם (בחירת הזרם המרכזי)
מִבצָע:משחרר באופן מיידי אנרגיה גבוהה בפולסים קצרים במיוחד (ננו -שניה, פיקוסקונד או אפילו femtosecond), כמו תדר גבוה - תדר "פטיש" מכה.
יתרונות:כל דופק נמשך זמן קצר בלבד, ומונע את העברת החום למצע, השגת "עיבוד קר" והגנה על המצע. יתר על כן, צפיפות ההספק הגבוהה המיידית מייצרת גל הלם חזק, ומסירה למעשה מזהמים.
במצבים פועמים, דפוס הספוט (יחיד - מצב/multi - מצב) הוא קריטי:
לייזרים פועמים מולטימווד:
לְזַהוֹת:חלוקת האנרגיה אינה אחידה, עם צורה "אוכף" או "שטוח - למעלה", והנקודה גדולה בדרך כלל.
צפיפות אנרגיה:נמוך יחסית.
יישומים:אידיאלי לניקוי מזהמים גדולים וחלשים דביקים כמו חלודה לפני השטח (חלודה אדומה), צבע, ציפויים וכתמי שמן. עלות יעילה מאוד ונמוכה יחסית.
יחיד - לייזרים פועמים
לְזַהוֹת:לאנרגיה יש תפוצה גאוסית מושלמת (הבהירה ביותר במרכז, יורדת לקראת הקצוות), ומאפשרת להתמקד בה למקום קטן במיוחד.
צפיפות אנרגיה:גבוה במיוחד! הסיבה לכך היא שהאנרגיה מרוכזת במקום קטן מאוד.
יישומים:אידיאלי לניקוי מזהמים עקשניים.
חלודה אדומה:הוסר בקלות.
חלודה שחורה:עם צפיפות האנרגיה הגבוהה במיוחד והספק החודר החודר העוצמתי שלו, לייזרים פועמים יחידים - פועמים הם הסוג היחיד של לייזר המסוגל להסיר חלודה שחורה. הם יכולים לפרק שכבות חלודה שחורות צפופות.
עם זאת, יש לו מגבלות:אפילו לייזר Mode - סינגל כוח - ייתכן שלא יוכל להסיר לחלוטין חלודה שחורה שחדר עמוק לתוך המצע. זה יכול לנקות את פני השטח בצורה מאוד נקייה ויפה, אך הוא לא יכול לשנות את המצב המחומצן של המצע בפנים.
