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应用激光2025年第02期:6061铝合金表面漆层激光清洗技术数值模拟研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:单玉强;马玉平;彭玉斌;黄昕伟;曹海松;关浩;

单位:安徽建筑大学机械与电气工程学院;

摘要:为研究激光清洗过程中激光参数与重复扫描次数对清洗效果的影响,基于热烧蚀效应原理,结合Fourier传热定律及能量守恒定律,利用仿真软件建立激光清洗6061铝合金表面环氧锌黄底漆模型。讨论激光脱漆的原理,分析了激光功率、扫描次数的变化对漆层温度场、不同漆层冷却速率及烧蚀深度、平整度的影响。结果表明,当重复频率为2.5 kHz,光斑搭接率为60%不变的情况下,漆层温度和烧蚀深度随着激光功率的增大而增大,且基材附近漆层温度较低、冷却速率较慢,当激光功率超过50 W时能完全清除表面漆层,而激光功率大于60 W时会使基材受到轻微损伤。在激光功率为30 W、其他参数不变情况下,漆层表面温度和烧蚀深度会随着扫描次数的增大而增大,表面平整度逐渐提升;当扫描次数为3次时,漆层被完全清除,且基材表面光滑无损伤。通过多次的仿真分析,得到清洗效果随激光功率、扫描次数的变化规律。研究结果为激光去除铝合金漆层的理论分析及工艺参数的选择提供了一定参考。

关键词:激光清洗;;6061铝合金;;热烧蚀效应;;激光功率;;扫描次数

基金资助:安徽省自然科学基金项目(1908085ME129,1208085ME63);; 安徽省教育厅自然科学基金项目(KJ2015A050,KJ2015A013)