飞机金属蒙皮以及复合材料表面激光除漆技术 被引量：27

1

作者 靳森 王静轩 +2 位作者 袁晓东 胡勇 姚彩珍 《航空制造技术》 2018年第17期63-70,共8页

激光除漆作为一种环保、高效的新型除漆技术是激光清洗技术的一个重要分支,而飞机在使用过程中需要定期对原有漆层进行去除。分别对飞机金属蒙皮和复合材料部件表面的激光除漆工业应用进展进行了介绍,详细分析了飞机金属蒙皮以及复合材... 激光除漆作为一种环保、高效的新型除漆技术是激光清洗技术的一个重要分支,而飞机在使用过程中需要定期对原有漆层进行去除。分别对飞机金属蒙皮和复合材料部件表面的激光除漆工业应用进展进行了介绍,详细分析了飞机金属蒙皮以及复合材料部件表面激光除漆的作用机理,展望了激光除漆技术在国内航空制造业的发展方向。 展开更多

关键词 激光除漆 激光清洗 金属蒙皮 复合材料 航空航天

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脉冲激光清洗铝合金表面漆层的技术研究 被引量：23

2

作者 赵海朝 乔玉林 +3 位作者 杜娴 王思捷 张庆 臧艳 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期240-253,共14页

采用波长为1064 nm、脉宽为1μs的脉冲激光器对2024铝合金表面漆层进行激光清洗工艺试验,研究扫描速度、脉冲频率、激光功率对激光清洗漆层质量的影响规律,通过清洗表面形貌、漆层断裂横截面、清洗过程中收集的颗粒的形貌、清洗表面元... 采用波长为1064 nm、脉宽为1μs的脉冲激光器对2024铝合金表面漆层进行激光清洗工艺试验,研究扫描速度、脉冲频率、激光功率对激光清洗漆层质量的影响规律,通过清洗表面形貌、漆层断裂横截面、清洗过程中收集的颗粒的形貌、清洗表面元素价态的变化,以及有限元模拟的温度场与应力场分布,深入分析了激光清洗漆层的过程与作用机制。结果表明:扫描速度、脉冲频率、激光功率均会不同程度地影响激光除漆质量,激光清洗质量随着扫描速度、脉冲频率的增加而先增加后降低,随着激光功率的增加而变好,在激光功率为16.5 W、扫描速度为600 mm/s、脉冲频率为30 kHz的条件下,能够达到较好的激光清洗质量;不同工艺参数下激光清洗漆层的作用机制存在差异,其中内聚力破坏机制和裂纹扩展断裂机制是激光清洗漆层的主要作用机制。 展开更多

关键词 激光技术 脉冲激光 清洗漆层 铝合金 工艺参数 机制

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基于颗粒形貌及成分分析的激光除漆去除机理研究 被引量：20

3

作者 王德良 冯国英 +1 位作者 邓国亮 陈康喜 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期107-113,共7页

通过对纳秒Nd∶YAG脉冲激光辐照油漆过程中所喷溅的颗粒形貌及成分的分析,研究激光除漆的物理机理。扫描电子显微镜的结果表明,在激光除漆的过程中产生微米量级和纳米量级的颗粒以及纳米网状结构。微米尺度的颗粒形状不规则,表面粗糙;... 通过对纳秒Nd∶YAG脉冲激光辐照油漆过程中所喷溅的颗粒形貌及成分的分析,研究激光除漆的物理机理。扫描电子显微镜的结果表明,在激光除漆的过程中产生微米量级和纳米量级的颗粒以及纳米网状结构。微米尺度的颗粒形状不规则,表面粗糙;纳米尺度的颗粒呈球形,表面光滑。随着激光能量的增大,微米量级和纳米量级的颗粒平均尺寸都变大。X射线能谱仪的结果显示,微米量级的颗粒成分与激光辐照前漆的成分相当,与振动去除机制有关,而纳米颗粒中碳的含量(原子数分数)下降超过50%,是由于激光对漆的烧蚀作用所导致。该研究为激光除漆基本物理机理的研究提供新的思路和方法。 展开更多

关键词 激光技术 激光除漆 喷溅颗粒 成分分析 脉冲激光沉积

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低频YAG脉冲激光除漆机理和实验研究 被引量：19

4

作者 章恒 刘伟嵬 +2 位作者 董亚洲 陈俊超 张洪潮 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第12期114-120,共7页

激光清洗在再制造行业、微机电系统(MEMS)和超精密加工行业具有重要的应用前景。采用低频YAG脉冲激光器对FV520B基体的表面漆层进行激光除漆实验和机理研究。实验结果表明,激光除漆机制因实验条件的改变而不同。当吹氩气时,激光除漆机... 激光清洗在再制造行业、微机电系统(MEMS)和超精密加工行业具有重要的应用前景。采用低频YAG脉冲激光器对FV520B基体的表面漆层进行激光除漆实验和机理研究。实验结果表明,激光除漆机制因实验条件的改变而不同。当吹氩气时,激光除漆机制主要是烧蚀效应;当采用约束层水时,激光除漆机制主要是烧蚀效应和振动效应,而且约束层水不但能提高表面漆层的去除率还能极大地提高基体的临界损伤阈值。同时实验验证了理论计算得到的搭接率的除漆效果,即在激光扫描速度为249mm/min、扫描道间的搭接量为0.6mm时,实现了整个漆层的完全去除,激光除漆效率达15.5mm2/s。 展开更多

关键词 激光技术 激光应用 除漆 激光清洗 YAG脉冲激光

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激光脱漆技术的研究进展 被引量：19

5

作者 王晓东 余锦 +3 位作者 貊泽强 何建国 代守军 孟晶晶 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第5期51-62,共12页

激光脱漆作为一种绿色、高效的新型脱漆技术,在制造和维修领域具有广泛的应用前景,正在逐步取代传统的脱漆工艺而发展成为最先进的物理脱漆方式。介绍了激光脱漆技术的原理,综述了基于不同激光器的激光脱漆技术的国内外研究进展,并对激... 激光脱漆作为一种绿色、高效的新型脱漆技术,在制造和维修领域具有广泛的应用前景,正在逐步取代传统的脱漆工艺而发展成为最先进的物理脱漆方式。介绍了激光脱漆技术的原理,综述了基于不同激光器的激光脱漆技术的国内外研究进展,并对激光脱漆技术的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 激光脱漆技术 脱漆方法 激光器类型 设备维修

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高功率脉冲TEA CO_2激光除漆的研究 被引量：14

6

作者 郭为席 胡乾午 +1 位作者 王泽敏 曾晓雁 《光学与光电技术》 2006年第3期32-35,共4页

选用高功率脉冲TEA CO2激光器,对不同颜色不同种类的油漆进行了清洗实验,运用数码照片分析程序计算出清洁率,找出了完全清洗阈值和损伤阈值。实验结果较为清晰地给出了激光输出能量和重复频率对清洗效果的影响。对红色醇酸漆来说,完全... 选用高功率脉冲TEA CO2激光器,对不同颜色不同种类的油漆进行了清洗实验,运用数码照片分析程序计算出清洁率,找出了完全清洗阈值和损伤阈值。实验结果较为清晰地给出了激光输出能量和重复频率对清洗效果的影响。对红色醇酸漆来说,完全清洗阈值为10．37 J／cm2,而损伤阈值为11．43 J／cm2;红色金属喷漆的完全清洗阈值为9．66 J／cm2,其损伤阈值达 10．37 J／cm2;黄色金属喷漆的完全清洗阈值为10．71 J／cm2,损伤阈值则为11．07 J／cm2。输出能量和重复频率未达指定参数时,激光清洗清洁率则低于100％。 展开更多

关键词 TEA CO2激光器 激光除漆 清洁率 清洗阈值

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飞机蒙皮纳秒脉冲激光除漆工艺与机理研究 被引量：8

7

作者 秦哲 高谦 +2 位作者 王斌 杨雅婷 陈亚军 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期370-376,396,共8页

目的寻求2024航空铝合金基体表面环氧漆层纳秒脉冲激光去除的最佳工艺参数。方法运用正交试验方法,通过改变激光功率、脉冲频率和扫描速度等参数,结合三维轮廓仪和扫描电子显微镜分析试样表面除漆后的微观形貌和残漆率。同时,为了研究... 目的寻求2024航空铝合金基体表面环氧漆层纳秒脉冲激光去除的最佳工艺参数。方法运用正交试验方法,通过改变激光功率、脉冲频率和扫描速度等参数,结合三维轮廓仪和扫描电子显微镜分析试样表面除漆后的微观形貌和残漆率。同时,为了研究激光除漆机理,采用能谱仪和拉曼光谱仪分析除漆前后环氧漆层成分的变化情况。结果工艺参数对试样除漆后残漆率的影响的主次顺序为扫描速度、激光功率、脉冲频率。当扫描速度较小时,随着激光功率的提高,激光烧蚀效应占据主导地位。在增加脉冲频率时,单脉冲激光能量密度随之减小,激光烧蚀效应减弱,除漆效果变差。实验以残漆率为优化指标,获得的最佳除漆工艺参数组合为扫描速度60 mm/s、激光功率7 W、脉冲频率20 kHz。使用此工艺参数测得试样表面的残漆率平均值为0.02。结论通过选择合适的工艺参数,采用纳秒脉冲激光可以有效去除铝合金基体表面的环氧漆层,并且不会损伤基体。除漆机理以激光烧蚀效应和热振动效应为主,漆层被激光烧蚀后形成碳化物,经过二次激光清洗,碳化物受到热振动效应作用可被基本去除,该研究可为今后飞机蒙皮除漆工艺参数的确定提供参考。 展开更多

关键词 纳秒脉冲激光 除漆 正交试验法 表面形貌 残漆率 工艺参数优化

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激光单脉冲作用下的漆层凹坑形貌模拟研究 被引量：5

8

作者 杨文锋 林德惠 +7 位作者 钟勉 李绍龙 钱自然 刘国春 曹宇 徐艺 李果 张赛 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期157-165,共9页

研究激光单脉冲作用后漆层表面的凹坑形貌可以有效抑制激光多参数叠加效应及脉冲重叠的光热与光力效应,有助于揭示激光与材料的作用机制,同时可为激光参数优化提供依据。本团队利用实验凹坑形貌数据获得漆层去除深度d及能量密度F的关系... 研究激光单脉冲作用后漆层表面的凹坑形貌可以有效抑制激光多参数叠加效应及脉冲重叠的光热与光力效应,有助于揭示激光与材料的作用机制,同时可为激光参数优化提供依据。本团队利用实验凹坑形貌数据获得漆层去除深度d及能量密度F的关系式,并基于烧蚀机制建立了高斯激光单脉冲作用后模拟漆层凹坑形貌的数学模型,采用MATLAB对13.58~27.16 J/cm^(2)能量密度下的凹坑形貌进行了模拟与验证。结果表明:低能量密度(13.58~16.98 J/cm^(2))下,凹坑深度和直径误差均小于5%,凹坑表面近似为旋转抛物面,凹坑剖面轮廓近似为抛物线;高能量密度(20.37~27.16 J/cm^(2))下,凹坑深度误差小于5%,但凹坑直径误差高达40%,模拟结果与实验结果存在显著差异。误差分析表明,在高能量密度下,等离子冲击与热辐射机制对凹坑形貌具有显著影响。基于上述分析对模型进行修正,修正模型对凹坑深度和直径的模拟误差均控制在5%以内,显著提高了模型模拟的准确性。基于凹坑形貌实验数据建立的形貌模型以及该模型的验证,不仅揭示了不同能量密度下激光与材料主要作用机制的差异,还为高、低能量密度下除漆效果的精确控制及激光参数优化提供了参考。 展开更多

关键词 激光技术 激光除漆 单脉冲 凹坑形貌 模拟与验证

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激光清洗在除漆方面的研究进展及应用现状

9

作者 王裕光 万磊 +7 位作者 张昌盛 文旺斌 曹向琦 黄慧中 左小艳 祁婷 李红军 王军 《热加工工艺》 北大核心 2024年第12期27-33,共7页

传统的油漆去除方法如机械打磨、化学清洗等都在不同程度上存在除漆质量较差、环境污染严重、工作环境恶劣等问题。激光清洗作为一种新型的非接触式表面污染物去除技术,具有绿色环保、清洗质量高等优点,目前逐渐被应用于工业领域。基于... 传统的油漆去除方法如机械打磨、化学清洗等都在不同程度上存在除漆质量较差、环境污染严重、工作环境恶劣等问题。激光清洗作为一种新型的非接触式表面污染物去除技术,具有绿色环保、清洗质量高等优点,目前逐渐被应用于工业领域。基于以往的研究,分析和总结了近年来国内外激光除漆的研究进展与应用现状,以及激光除漆机理和工艺。 展开更多

关键词 油漆去除 工业领域 激光除漆 除漆机理

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y 向搭接率对铝合金表面复合漆层激光清洗的影响 被引量：3

10

作者 张天刚 段俊杰 +2 位作者 刘天翔 侯晓云 张志强 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期122-133,共12页

采用纳秒脉冲光纤激光器对2A12铝合金基材表面丙烯酸聚氨酯复合漆层进行了激光清洗实验,研究了不同y向搭接率(ηy)对除漆效果的影响。结果表明,当ηy为0和20%时,面漆全部去除,底漆部分去除;当ηy=40%时,仅少量底漆残留,大部分氧化膜被破... 采用纳秒脉冲光纤激光器对2A12铝合金基材表面丙烯酸聚氨酯复合漆层进行了激光清洗实验,研究了不同y向搭接率(ηy)对除漆效果的影响。结果表明,当ηy为0和20%时,面漆全部去除,底漆部分去除;当ηy=40%时,仅少量底漆残留,大部分氧化膜被破坏,基材显露;当ηy=60%时,复合漆层全部去除,基材烧损。研究发现,随着ηy值逐渐增大,清洗表面烧蚀现象明显增加,漆层烧蚀气化将导致面漆着色剂和功能氧化粒子脱漆沉积于烧蚀凹坑表面;清洗表面残余漆层形成了凹坑-间隔-凹坑的清洗特征,表明清洗过程中烧蚀-等离子冲击(屏蔽)-烧蚀交替进行,烧蚀与等离子冲击作用均会对清洗表面产生热影响,导致残余漆层丙烯酸树脂链段自由基发生位置重排,同时诱发残余漆层产生热应力除漆机制;激光等离子冲击和热应力破坏是导致清洗表面残余漆层碎裂分层或物理剥离的主要原因。 展开更多

关键词 激光技术 激光清洗 铝合金 复合漆层 y向搭接率 除漆机制

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基于响应面分析的碳纤维复合材料基体激光除漆工艺优化 被引量：4

11

作者 陈亚军 鲁文婷 杨雅婷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期157-168,共12页

为研究激光去除复合材料基体表面漆膜的工艺规律并优化激光除漆参数,采用纳秒脉冲激光器对碳纤维复合材料表面的环氧树脂漆进行去除;基于响应面优化法,以除漆表面微观形貌、纤维暴露百分比、单脉冲除漆深度及微观不平度十点高度为指标... 为研究激光去除复合材料基体表面漆膜的工艺规律并优化激光除漆参数,采用纳秒脉冲激光器对碳纤维复合材料表面的环氧树脂漆进行去除;基于响应面优化法,以除漆表面微观形貌、纤维暴露百分比、单脉冲除漆深度及微观不平度十点高度为指标对激光参数的影响规律进行分析并进行参数优化。结果表明:激光功率P、重复频率f、扫描速度v分别对纤维暴露百分比、单脉冲除漆深度、微观不平度十点高度的影响最为显著。采用低频(f<25 kHz)高功率(P>14 W)激光慢速(v<130 mm/s)扫描可以获得更少的漆层残留、更高的纤维暴露百分比及更高的除漆效率,采用中频(40 kHz<f<60 kHz)低功率(P<11 W)激光快速(v>180 mm/s)扫描可以获得更接近标准值(45~55μm)的微观不平度十点高度,可以保证除漆质量。最终得到最佳工艺参数组合为:激光功率14.4 W,扫描速度200 mm/s,重复频率20 kHz。本研究可为今后复合材料基体除漆工艺参数的确定提供参考。 展开更多

关键词 激光技术 激光除漆 碳纤维复合材料 工艺参数 响应面优化

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基于LIBS数据流盘的飞机蒙皮激光除漆在线监测判据研究

12

作者 杨文锋 李果 +5 位作者 林德惠 钱自然 李绍龙 左都全 郑鑫 王迪升 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2340-2348,共9页

等离子体产生及演化过程易受基体效应、环境噪声、脉冲能量抖动等影响,导致光谱数据具有不稳定性,从而难以保证以单条谱线为依据建立的监测判据的有效性。以连续多幅LIBS光谱为对象,并结合统计学方法建立的监测判据,可有效提升基于LIBS... 等离子体产生及演化过程易受基体效应、环境噪声、脉冲能量抖动等影响,导致光谱数据具有不稳定性,从而难以保证以单条谱线为依据建立的监测判据的有效性。以连续多幅LIBS光谱为对象,并结合统计学方法建立的监测判据,可有效提升基于LIBS技术的除漆效果监测精度。论文基于搭建的高频纳秒红外脉冲激光除漆LIBS在线监测平台,实时采集了除漆过程的连续多幅LIBS光谱。光谱数据经基线矫正、归一化预处理后,依据面漆、底漆、铝合金基体光谱特征峰差异,并结合材料成分信息,选定BaⅠ(712.55 nm)、CrⅠ(357.48 nm)、CrⅠ(425.43 nm)、TiⅠ(427.45 nm)、CuⅡ(309.76 nm)、CuⅠ(484.22 nm)6条谱线作为特征谱线并监测除漆效果。研究不同除漆效果中6条特征谱线强度变化规律,建立不同除漆效果与所选特征谱线强度变化区间的映射关系。提取每幅谱线的上述6条特征谱线强度作为一组数据单元、将连续10幅谱线的数据单元作为一组数据集,除漆过程中随时间变化的每10组迭代数据集称为数据流盘。对数据流盘中的数据单元、数据集进行分析,结合置信区间,实时判定除漆区域除漆效果,获得基于数据流盘的监测判据。结果表明:该判据可有效监测仍在面漆、面漆完全去除、仍在底漆、底漆完全去除、基体损伤5类除漆效果。依据SRM手册对漆层去除效果的要求,选择面漆完全去除、基体损伤两类除漆效果展示了验证过程,三维微观形貌分析结果与LIBS数据流盘监测判据所得除漆效果结论一致。其中,面漆去除后三维微观形貌分析表明,面漆完全去除精度达1.2μm,有效验证了基于LIBS数据流盘监测判据的适用性及稳定性。 展开更多

关键词 激光除漆 激光诱导击穿光谱 数据流盘 监测判据 除漆效果

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基于响应面分析的激光除漆工艺参数优化 被引量：6

13

作者 杨嘉年 周建忠 +4 位作者 孙奇 孟宪凯 朱明 郭召恒 付强 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第23期183-190,共8页

为了研究激光除漆工艺规律并优化工艺参数,采用纳秒脉冲激光器对304不锈钢基体表面的丙烯酸树脂漆进行激光清洗实验。采用扫描电子显微镜与X射线能谱仪分别对激光除漆后的表面微观形貌与成分进行分析,并使用激光共聚焦显微镜对除漆后的... 为了研究激光除漆工艺规律并优化工艺参数,采用纳秒脉冲激光器对304不锈钢基体表面的丙烯酸树脂漆进行激光清洗实验。采用扫描电子显微镜与X射线能谱仪分别对激光除漆后的表面微观形貌与成分进行分析,并使用激光共聚焦显微镜对除漆后的表面粗糙度进行测量。基于响应面分析法,使用Design-Expert软件研究激光功率、扫描次数和光斑搭接率对激光除漆后表面微观形貌、成分和表面粗糙度的影响规律,并对除漆工艺参数进行优化。研究发现:光斑搭接率对表面成分的影响最为显著,而激光功率对表面粗糙度的影响最为显著;优化结果显示,当激光功率为19.18W、光斑搭接率为46%、扫描次数为3次时,激光除漆的效果最佳。采用合适的工艺参数进行激光除漆,可以获得较好的清洗效果。 展开更多

关键词 激光技术 激光除漆 响应面分析 工艺参数优化 304不锈钢 丙烯酸树脂漆

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CO_(2)激光参数对去除碳纤维复合材料表面涂层的调控规律研究

14

作者 徐曼 刘欣怡 +5 位作者 钟勉 王陈卓 高有东 张发旺 刘虎风 蒋勇 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第1期198-204,共7页

激光除漆是近年来飞速发展的新型“绿色”除漆技术。针对目前化学处理、人工打磨等方式去除碳纤维增强复合材料(CFRP)表面涂层效率低以及对环境不友好等问题,开展CO_(2)激光去除CFRP表面涂层的调控规律和去除机理研究。重点研究了扫描... 激光除漆是近年来飞速发展的新型“绿色”除漆技术。针对目前化学处理、人工打磨等方式去除碳纤维增强复合材料(CFRP)表面涂层效率低以及对环境不友好等问题,开展CO_(2)激光去除CFRP表面涂层的调控规律和去除机理研究。重点研究了扫描次数、光斑重叠率、扫描速度和激光功率等参数对厚度约为100μm的涂层去除影响规律,并获得较为优化处理参数。结果表明,当光斑重叠率为95.75%、扫描速度为170 mm/s、激光功率为44 W时,扫描处理一次就可以有效地去除CFRP表面涂层,且对CFRP表层纤维的损伤程度最小。结果为深入研究去除CFRP表面不同厚度和种类的涂层提供参考。 展开更多

关键词 激光除漆 碳纤维增强复合材料 涂层 清洗机理 CO_(2)激光

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碳纤维复合材料飞机蒙皮表面漆层激光清洗工艺研究

15

作者 顾军义 李文琴 +2 位作者 苏轩 徐杰 郭斌 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期72-85,共14页

激光清洗碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)表面涂层一直面临着形貌破坏与基体过热的风险。为了明晰工艺参数对激光清洗CFRP飞机蒙皮表面油漆的影响规律,探究CFRP表面油漆的激光清洗机理,进行了红外纳秒激光清洗CFRP表面油漆的实验。首先... 激光清洗碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)表面涂层一直面临着形貌破坏与基体过热的风险。为了明晰工艺参数对激光清洗CFRP飞机蒙皮表面油漆的影响规律,探究CFRP表面油漆的激光清洗机理,进行了红外纳秒激光清洗CFRP表面油漆的实验。首先利用田口正交阵列开展了不同参数下的清洗实验。随后采用信噪比(S/N)与方差分析(ANOVA)探讨了激光功率、扫描速度、搭接率与重复频率等工艺参数对油漆清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的影响。最后借助红外热成像与高速摄像技术,对激光清洗过程中的温度响应、羽流形成与消逝及漆层动态行为进行了观测。研究结果表明:搭接率是影响清洗深度、表面粗糙度和清洗温度的最主要参数,扫描速度与激光功率的影响同样显著,而重复频率的影响不显著。CFRP表面油漆的激光去除机制主要以激光热效应造成的热烧蚀、气化为主。 展开更多

关键词 激光技术 激光清洗 碳纤维增强复合材料 除漆机理 清洗工艺

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激光除漆对铝合金基材表面质量的影响

16

作者 李强 赵子铭 +3 位作者 刘伟军 卞宏友 王蔚 王慧儒 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期200-209,共10页

目的研究激光除漆后对铝合金基材表面阳极氧化膜的损伤情况。方法采用纳秒脉冲激光器对涂覆复合漆层的2A12铝合金表面进行激光清洗试验。采用超景深显微镜对清洗后表面形貌与横截面进行观察,利用扫描电子显微镜与能谱仪观察清洗后的微... 目的研究激光除漆后对铝合金基材表面阳极氧化膜的损伤情况。方法采用纳秒脉冲激光器对涂覆复合漆层的2A12铝合金表面进行激光清洗试验。采用超景深显微镜对清洗后表面形貌与横截面进行观察,利用扫描电子显微镜与能谱仪观察清洗后的微观形貌,并利用维氏硬度计对表面显微硬度进行检测。结果选择合适的激光参数能够完全除去复合漆层,当激光功率过高或激光扫描速度较低时,会发生过度清洗现象,清洗后表面的阳极氧化膜层发生损伤,甚至被去除的情况。在激光功率为450、400 W,扫描速度为4.5 mm/s时,清洗后表面的阳极氧化膜层发生破损;在激光功率为450、400 W,扫描速度为4 mm/s时,清洗后表面的阳极氧化膜层已经被去除。在激光功率为500 W,扫描速度为5.5 mm/s,与激光功率为450 W,扫描速度为5 mm/s时,完全去除复合漆层后的阳极氧化膜层表面的平均维氏硬度分别约为211HV与242HV,在工艺参数为450 W、4.5 mm/s时,表面平均维氏硬度约为168HV。结论在激光除漆的过程中,采用合适的激光工艺参数彻底去除漆层后,铝合金表面阳极氧化膜层的显微硬度并未受到影响。在发生过度清洗时,铝合金表面的阳极氧化膜层会发生烧蚀损伤以及弹性振动剥离。 展开更多

关键词 脉冲激光 铝合金 激光除漆 阳极氧化膜 表面损伤 表面硬度

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基于响应面分析的飞机蒙皮激光除漆可控性研究 被引量：1

17

作者 杨文锋 林德惠 +7 位作者 钟勉 李绍龙 钱自然 刘国春 曹宇 徐艺 张赛 李果 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第15期231-238,共8页

随着飞机蒙皮“部分褪漆”维修理念的提出,多漆层结构激光除漆的可控性值得关注。基于响应面分析方法,建立了激光参数(光斑搭接率、激光功率及扫描次数)与可控性指标(漆层去除厚度、表面粗糙度)间的数学模型,分析了激光多参数耦合作用... 随着飞机蒙皮“部分褪漆”维修理念的提出,多漆层结构激光除漆的可控性值得关注。基于响应面分析方法,建立了激光参数(光斑搭接率、激光功率及扫描次数)与可控性指标(漆层去除厚度、表面粗糙度)间的数学模型,分析了激光多参数耦合作用对可控性指标的影响规律。结果表明:激光参数对漆层去除厚度的影响顺序依次为扫描次数、激光功率、光斑搭接率,且均为正相关;表面粗糙度随光斑搭接率的增大而减小,随激光功率的增大而增大,扫描次数对表面粗糙度的影响具有峰值效应。验证试验结果表明:响应面模型可为厚度精度为±5μm的激光可控除漆提供参考。基于响应面分析方法建立的多漆层结构激光可控清除数学模型,可为飞机蒙皮漆层的激光可控清除提供方法指导与理论支撑。 展开更多

关键词 激光技术 激光除漆 多漆层结构 耦合作用 可控性 响应面分析

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激光除漆对铝合金飞机蒙皮微观组织的影响

18

作者 杨文锋 李庆 +3 位作者 李绍龙 常学东 谢旻玥 胡月 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期239-247,共9页

目的探究激光除漆对铝合金飞机蒙皮基体近表层(15μm)微观组织的影响规律,阐明近表层微观组织变化与显微硬度的内在联系。方法采用纳秒脉冲红外激光去除2024-T3铝合金飞机蒙皮表面漆层,通过调节激光能量密度,分别除漆至基体阳极氧化层... 目的探究激光除漆对铝合金飞机蒙皮基体近表层(15μm)微观组织的影响规律,阐明近表层微观组织变化与显微硬度的内在联系。方法采用纳秒脉冲红外激光去除2024-T3铝合金飞机蒙皮表面漆层,通过调节激光能量密度,分别除漆至基体阳极氧化层、铝合金、铝合金表面熔融。利用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)表征漆层的剥离程度及基体的表面形貌。通过超景深三维显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、Image-Pro Plus软件表征Keller试剂腐蚀后铝合金基体近表层的微观组织。采用数显显微维氏硬度计测量基体剖面的显微硬度。结果在激光能量密度为4.26 J/cm^(2)时,相较于原始基体,阳极氧化层较完整,其基体的表面粗糙度接近于原始基体(未除漆),近表层的微观组织无明显改变,近表层的显微硬度增加了1.6%。当除漆至铝合金基体表面完整时(15.25 J/cm^(2)),相对于原始基体,其表面粗糙度降低,近表层的微观组织无明显改变,近表层的显微硬度增加了4.8%。在激光能量密度为27.79 J/cm^(2)时,铝合金表面熔融,其表面粗糙度相对于原始基体增大,近表层的晶粒显著细化,其显微硬度增加了17.3%。结论采用合适的激光能量密度对铝合金飞机蒙皮进行激光除漆,不会显著改变其基体近表层的微观组织。在较高能量密度下,铝合金近表层会发生晶粒细化,导致显微硬度显著增加。 展开更多

关键词 激光除漆 飞机蒙皮 2024-T3铝合金 微观组织 显微硬度

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激光清洗技术在半潜式平台分层除漆中的应用

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作者 张庆营 李佳妮 +3 位作者 李高进 孟雨祥 胡运涛 姚锋 《中国海洋平台》 2024年第3期98-102,共5页

应用1064 nm纳秒脉冲光纤激光器对半潜式平台零部件分层除漆进行研究,探究不同激光工艺参数对分层除漆效果的影响。结果表明,填充间距对分层除漆效果影响显著,除漆参数存在最佳匹配,最佳参数可实现漆层以底漆、中涂漆、面漆之间层次距离... 应用1064 nm纳秒脉冲光纤激光器对半潜式平台零部件分层除漆进行研究,探究不同激光工艺参数对分层除漆效果的影响。结果表明,填充间距对分层除漆效果影响显著,除漆参数存在最佳匹配,最佳参数可实现漆层以底漆、中涂漆、面漆之间层次距离约1 cm,以破损点为中心清理出清晰的台阶结构,且激光清洗后基材无烧蚀和氧化变色,表面等级可达Sa2.5。激光除漆前后基材表面粗糙度均在20μm左右。对激光除漆过程进行温升检测,发现除漆过程基材温升为60~65℃,此温升不会改变基材组织结构。因此,激光用于半潜式平台分层除漆是可行的。所作研究为激光清洗在海洋工程领域的应用提供基础。 展开更多

关键词 半潜式平台 激光清洗 分层除漆 基材温升 表面粗糙度

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塞斯纳172飞机发动机机匣脉冲激光清洗工艺研究

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作者 杨文锋 杨帆 +3 位作者 朱小伟 李绍龙 樊占鹏 李天权 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期82-88,共7页

针对航空发动机机匣表面除漆需求,采用纳秒脉冲激光开展了塞斯纳172飞机发动机机匣表面漆层的激光清洗研究。通过对机匣除漆区域的表面形貌及粗糙度进行分析,探究了激光能量密度与扫描速度对机匣表面漆层清洗效果的影响规律,确定了机匣... 针对航空发动机机匣表面除漆需求,采用纳秒脉冲激光开展了塞斯纳172飞机发动机机匣表面漆层的激光清洗研究。通过对机匣除漆区域的表面形貌及粗糙度进行分析,探究了激光能量密度与扫描速度对机匣表面漆层清洗效果的影响规律,确定了机匣激光除漆最佳工艺参数,并对机匣除漆后的表面质量、显微硬度及粗糙度进行综合评估。结果表明,能量密度和扫描速度均显著影响机匣除漆质量,能量密度18.33 J/cm^(2)、扫描速度1600 mm/s时,可实现除漆率98.7%,表面粗糙度S_(a)为2.48μm,机匣本身未损伤,表面显微硬度提升1.9%,满足机匣表面除漆质量要求。研究结果为发动机机匣激光除漆提供了理论与技术支持。 展开更多

关键词 航空发动机 激光除漆 表面形貌 显微硬度 除漆率

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