Praėjus šimtmečiui po to, kai profesorius Theodore'as Haroldas Maimanas išrado pirmąjį pasaulyje rubino lazerį, vienas po kito atsirado lazeriai, kurie gali būti naudojami įvairiose srityse. Lazerinių technologijų taikymas paskatino sparčią mokslo ir technologijų plėtrą medicinos, įrangos gamybos, tiksliųjų matavimų ir perdirbimo inžinerijos srityse, paspartino socialinės pažangos tempą.
Devintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje kai kurių daiktų užterštos dalys buvo apšvitintos lazerio spinduliais, o apšvitintos medžiagos patyrė daugybę fizinių ir cheminių procesų, tokių kaip vibracija, lydymasis, garavimas ir degimas. Paviršiuje esantys teršalai galiausiai atsiskyrė nuo daiktų paviršiaus, todėl teršalai buvo pašalinti. Nuo tada žmonės pradėjo studijuoti valymą lazeriu. Po dešimtmečius trukusios plėtros lazerinio valymo technologija nuo laboratorinių tyrimų perėjo prie gamybinių pritaikymų, o įvairios lazerinės valymo mašinos pamažu įėjo į modernios išmaniosios gamybos įrangos gretas.
1. Lazerinio valymo ir tradicinių valymo būdų palyginimas
Valymo lazeriu technologija reiškia aukšto dažnio ir didelės energijos lazerio impulsų naudojimą ruošinio paviršiui apšvitinti. Dangos sluoksnis ir užteršimo sluoksnis gali akimirksniu sugerti fokusuotą lazerio energiją, todėl alyva, rūdys ar danga ant paviršiaus išgaruoja arba akimirksniu nusilupa, ir greitai bei efektyviai pašalina paviršiaus pritvirtinimus ar paviršiaus dangas. Lazerio impulsai, kurių veikimo laikas labai trumpas, nepažeis metalinio pagrindo esant tinkamais parametrams. 1 paveiksle pavaizduoti mikroskopiniai lazerinio valymo reiškiniai, esant skirtingiems dujinimo apdorojimo ir mikrosmūgio fragmentacijos mechanizmams.
Palyginti su tradiciniais valymo metodais, valymas lazeriu turi tam tikrų pranašumų, kurių tradiciniais valymo metodais pasiekti nepavyks. Valymas lazeriu – tai bekontaktis valymo būdas, mažai pažeidžiantis pagrindą. Jis pasižymi dideliu lankstumu, stabilumu ir automatizavimo savybėmis, gera valymo kokybe, dideliu tikslumu ir aplinkos apsauga. Tai „žalia“ automatizuota valymo įranga. 1 lentelėje palyginami skirtingi valymo būdai.
2. Lazerinės valymo sistemos sudėtis
Nors valymo įranga skiriasi, pagrindiniai komponentai iš esmės yra panašūs, įskaitant kompiuterinę valdymo sistemą, lazerinę sistemą, spindulio reguliavimo sistemą ir kt., žr. 2 pav. Be to, pridedama tam tikra pagalbinė įranga: pvz., dulkių šalinimo ir valymo sistema , manipuliatorius, lazeriu sukeltas gedimo spektrometras (LIBS), vizualinės padėties nustatymo sistema ir terminio vaizdo sistema.
Valymo metu kompiuterinė sistema atlieka pagrindinį ryšio vaidmenį, kuris vienu metu valdo lazerį ir optinio kelio reguliavimo sistemą. Lazerio spindulys perduodamas optiniu pluoštu ir patenka į spindulio reguliavimo sistemą. Sufokusavus spindulį, dėmės skersmuo pasiekia labai mažą dydį ir reguliariai veikia metalo valymo ruošinio paviršių.
3. Platus lazerinio valymo technologijos taikymas
Valymas lazeriu naudojamas kaip valymo procesas pramoninėje gamyboje, kuriuo galima efektyviai pašalinti rūdis, nešvarumus, dažus, anglies nuosėdas, įvairias dangas. Jis buvo plačiai naudojamas įvairiose srityse, pavyzdžiui, aviacijos erdvėje, geležinkelių transporto priemonėse, mikroelektronikoje, kultūros relikvijų apsaugai ir medicininiam gydymui, kaip parodyta paveikslėlyje.
4.Valymas prieš suvirinimą ir po suvirinimo
Valymo lazeriu technologija gali būti plačiai naudojama metalinių medžiagų, tokių kaip aliuminio lydiniai, titano lydiniai, nerūdijantis plienas ir aukštos temperatūros lydiniai, valymui prieš suvirinimą ir po suvirinimo, o tai gali veiksmingai užkirsti kelią defektų, tokių kaip intarpai ir poros, susidarymui. Po suvirinimo jis taip pat gali būti naudojamas oksidacijos valymui po suvirinimo, kad suvirinimo proceso metu susidaręs oksido sluoksnis vėl būtų pašalintas, kad būtų atkurtas metalinis blizgesys.
Valymo lazeriu technologija buvo naudojama aliuminio lydinio anodinio oksido plėvelės vietiniam valymui, o išvalyta suvirinimo bandymo plokštė buvo suvirinta sandūriniu būdu. Suvirinimo kokybė buvo įvertinta rentgeno spindulių aptikimu, stebima ir analizuojama metalografinė struktūra. Oksido plėvelės pašalinimo poveikis suvirinimo našumui buvo patikrintas atliekant tempimo bandymą kambario temperatūroje. Kaip parodyta 4 paveiksle, rezultatai rodo, kad anodinio oksido plėvelė buvo kruopščiai išvalyta, aliuminio lydinio jungties, išvalytos lazeriu, atsparumas tempimui buvo 298–303 MPa, o tempimo pailgėjimas trūkimo metu buvo 6,2–6,5%. Lazeriu išvalyto suvirinimo siūlės veikimo diapazonas atitiko mechaniškai nubraukto suvirinimo siūlės veikimo diapazoną. Th
