【摘 要】
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钢材在运输和存储的过程中,空气中的水蒸气和氧气会使得钢材表面形成锈蚀层,极大地影响了工业加工的质量和效率。利用具有高质量、高效率和绿色环保等优点的激光清洗技术去除钢材表面锈蚀层,能够大幅度提升钢材表面的清洗质量和效率。本文采用理论模拟与实验相结合的方式,开展了激光清洗钢材表面锈蚀层的理论模拟与在线监控工艺实验,探究了纳秒脉冲激光清洗锈蚀层的机理及工艺控制方案。首先,本文建立了移动纳秒脉冲激光光源模
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钢材在运输和存储的过程中,空气中的水蒸气和氧气会使得钢材表面形成锈蚀层,极大地影响了工业加工的质量和效率。利用具有高质量、高效率和绿色环保等优点的激光清洗技术去除钢材表面锈蚀层,能够大幅度提升钢材表面的清洗质量和效率。本文采用理论模拟与实验相结合的方式,开展了激光清洗钢材表面锈蚀层的理论模拟与在线监控工艺实验,探究了纳秒脉冲激光清洗锈蚀层的机理及工艺控制方案。首先,本文建立了移动纳秒脉冲激光光源模型,基于传热学建立了激光清洗过程中的热传导模型。利用COMSOLMultiphysics软件对激光清洗Q235B低碳钢表面锈蚀层的温度场和表面形貌进行有限元模拟,研究了激光脉冲宽度、平均功率和光斑搭接率对温度场和表面微观形貌的影响规律。得出脉冲宽度200ns、平均功率100W和中等搭接率的激光参数组合更适合钢板表面锈蚀层的清洗,为激光清洗锈蚀层的工艺实验研究提供理论参考依据。其次,本文在不同脉冲宽度和激光平均功率下,通过面积法测得Q235B低碳钢基材和锈蚀层的单光斑烧蚀阈值,200ns脉冲宽度的激光比60ns脉冲宽度激光的烧蚀阈值低;研究了光斑搭接率对烧蚀阈值的影响,计算出不同搭接率...
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