Rimozione della ruggine tramite laser VS Rimozione della ruggine tradizionale

Rimozione della ruggine tramite laser rispetto alla rimozione della ruggine tradizionale

La saldatura laser è un metodo di saldatura ad alta precisione che utilizza un raggio laser per fondere il materiale del pezzo in lavorazione e quindi forma una saldatura dopo il raffreddamento. Nella saldatura laser il gas gioca un ruolo fondamentale. Il gas protettivo non influisce solo sulla formazione del cordone di saldatura, sulla qualità del cordone di saldatura, sulla penetrazione del cordone di saldatura e sulla larghezza di penetrazione, ma influisce anche direttamente sulla qualità e sull'efficienza della saldatura laser. Quali gas sono necessari per la saldatura laser? Questo articolo esaminerà in modo approfondito l'importanza dei gas per saldatura laser, i gas utilizzati e cosa fanno.

Che cos'è la rimozione della ruggine laser?

La rimozione della ruggine laser è un processo di pulizia senza contatto che utilizza un raggio laser per rimuovere ruggine e ossidi da varie superfici metalliche. Il concetto di rimozione della ruggine tramite laser risale agli anni '80, quando i laser furono utilizzati per la prima volta per pulire le superfici delicate nell'industria aerospaziale. Da allora, la tecnologia di pulizia laser ha continuato a essere perfezionata e utilizzata in una varietà di applicazioni industriali e commerciali. Negli ultimi anni, macchine per la rimozione della ruggine laser sono diventati molto popolari grazie alla loro efficace capacità di pulizia e al non danneggiamento del substrato.
Il principio di funzionamento della rimozione della ruggine tramite laser è quello di emettere raggi laser ad alta potenza sulla superficie dei materiali metallici. Qui il raggio laser interagisce con la ruggine presente sulla superficie del materiale, che assorbe energia e aumenta rapidamente la sua temperatura fino a raggiungere la soglia di ablazione, il punto in cui si rompono i legami molecolari. Ciò provoca l'espulsione delle particelle di ruggine dal substrato o la completa vaporizzazione dello strato di ruggine.
I parametri del derugginoso laser (ovvero potenza, lunghezza d'onda, frequenza di ripetizione, velocità di scansione e diametro del raggio) sono accuratamente selezionati in modo che venga raggiunta solo la soglia di ablazione dello strato di ruggine e non quella del substrato stesso. Questo targeting della soglia di ablazione corretta, combinato con il fatto che la rimozione della ruggine tramite laser può essere controllata con precisione a livello di micron, garantisce che il substrato sottostante non venga danneggiato o venga danneggiato molto poco. Il processo di scansione del raggio laser viene ripetuto finché tutta la ruggine non viene rimossa e la superficie metallica diventa pulita.

Quali sono i metodi tradizionali comuni per la rimozione della ruggine?

Prima che la rimozione della ruggine tramite laser apparisse o non fosse ampiamente utilizzata, i seguenti metodi tradizionali di rimozione della ruggine erano ampiamente utilizzati nel campo della pulizia dei metalli:

Rimozione ruggine mediante sabbiatura

La sabbiatura utilizza l'alta pressione per spingere il flusso medio e spruzza sabbia e ghiaia spigolosa e dura ad alta velocità attraverso l'ugello sulla superficie metallica per rimuovere con forza i contaminanti sulla superficie dell'oggetto. Il mezzo più comune di questo tipo è una miscela di sabbia, inclusa sabbia minerale di rame, sabbia di quarzo, smeriglio, sabbia di ferro, ecc. Il vantaggio della sabbiatura è che è più efficace su aree arrugginite molto grandi e può rimuovere la ruggine dalle superfici metalliche più velocemente rispetto ad altri metodi di pulizia. Inoltre, la sabbiatura può pulire substrati arrugginiti più spessi. Poiché la sabbiatura utilizza l'alta pressione per forzare la rimozione dei contaminanti, può efficacemente far esplodere strati di ruggine più spessi, rimuovendoli dal substrato.

Rimozione della ruggine con ghiaccio secco

La sabbiatura con ghiaccio secco è anche chiamata sabbiatura a freddo. Il suo metodo di rimozione della ruggine ha caratteristiche simili alla sabbiatura. Il mezzo che utilizza è l'anidride carbonica solida. Il principio della rimozione della ruggine dal ghiaccio secco consiste nell'utilizzare le proprietà fisiche del ghiaccio secco per sublimare e assorbire il calore. Quando le particelle di ghiaccio secco vengono spruzzate sulla superficie delle macchie di ruggine, si verificherà una reazione istantanea ad alta e bassa temperatura, distruggendo la connessione tra ruggine e superfici metalliche e generando una forte forza esplosiva. Questo rimuoverà la ruggine. Allo stesso tempo, la pulizia con ghiaccio secco spruzzerà anche ghiaccio secco sulla superficie arrugginita attraverso un flusso d'aria ad alta pressione per isolare le particelle di ruggine le une dalle altre e impedire la ricrescita della ruggine. Il vantaggio della pulizia con ghiaccio secco è che non lascia residui durante il processo di rimozione della ruggine ed è più rispettosa dell'ambiente.

Rimozione della ruggine chimica

La rimozione chimica della ruggine utilizza il decapaggio per reagire chimicamente con la ruggine per dissolvere lo strato di ruggine e ossido sulla superficie metallica per raggiungere lo scopo di rimozione della ruggine. I mezzi di pulizia comunemente usati per questo metodo includono acido solforico, acido cloridrico, acido nitrico, acido fosforico, acido fluoridrico, acido amminosolforico, ecc., quindi è anche chiamato decapaggio. Per la rimozione della ruggine da grandi strutture in acciaio vengono utilizzati principalmente acido solforico e acido cloridrico. Questa forte efficienza di pulizia dell'acido è elevata, veloce ed economica. Per pezzi meccanici o parti fini, l'acido fosforico viene utilizzato principalmente per prevenire un'eccessiva corrosione e ridurre i danni alla superficie del pezzo.

Rimozione meccanica della ruggine

La rimozione meccanica della ruggine è un metodo che utilizza la potenza meccanica per rimuovere la ruggine attraverso l'attrito. Gli strumenti comuni per la rimozione della ruggine meccanica includono mole, carta vetrata, mole, ecc. Questi strumenti possono essere azionati manualmente o elettricamente. Macinando meccanicamente lo strato di ruggine sulla superficie metallica, possono rimuovere efficacemente la ruggine sulla superficie. La rimozione meccanica della ruggine è un metodo semplice ed efficace, ma può rimuovere solo la ruggine sulla superficie metallica e non ha alcun effetto evidente sulla ruggine profonda.

Rimozione della ruggine tramite laser VS rimozione della ruggine tradizionale

La rimozione della ruggine tramite laser è stata accolta con favore da molte aziende sin dalla sua nascita perché presenta vantaggi rispetto alla tradizionale rimozione della ruggine sotto molti aspetti. Qui confrontiamo la rimozione della ruggine tramite laser con la rimozione della ruggine tradizionale. Quella che segue è un'analisi dettagliata dei vari metodi di rimozione della ruggine:

Effetto pulente e impatto sulla superficie metallica

La sabbiatura e la rimozione della ruggine possono rimuovere i materiali di base arrugginiti più spessi. Tuttavia, poiché questo metodo si basa sull'impatto e sull'attrito dei bordi e degli angoli dei granelli di sabbia per rimuovere la ruggine e le incrostazioni di ossido sulla superficie metallica, la superficie del materiale dopo la sabbiatura e la rimozione della ruggine sarà molto ruvida. Ciò causerà gravi danni alla superficie metallica e non è favorevole all'uso a lungo termine.
La pulizia con ghiaccio secco può rimuovere la ruggine in una certa misura senza graffiare o danneggiare la superficie del substrato, ma l'effetto di rimozione è influenzato da fattori quali il tipo e lo spessore della ruggine. Ha un buon effetto pulente sulle superfici metalliche con sottili strati di ruggine, ma non riesce a pulire bene la ruggine profonda e pesante.
L'effetto della rimozione meccanica della ruggine è simile a quello della sabbiatura. Poiché la rimozione della ruggine si basa sull'attrito meccanico, la superficie del materiale di base sarà molto ruvida. Inoltre, la rimozione meccanica della ruggine non è efficace in caso di ruggine profonda.
Quando si utilizzano prodotti chimici per rimuovere la ruggine, diverse soluzioni di decapaggio hanno effetti diversi. Il forte effetto di rimozione della ruggine acida è evidente, ma è soggetto a un'eccessiva corrosione della superficie del materiale di base. Se la pulizia è incompleta, l'acido residuo causerà il ritorno della ruggine.
La pulizia laser ha buoni effetti sulla rimozione della ruggine da parti di precisione e grandi strutture in acciaio. Attualmente esistono due tipi di pulizia laser: pulizia laser a impulsi e pulizia laser continua. La rimozione della ruggine con il laser a impulsi può controllare meglio l'apporto di calore durante la pulizia dello strato di ruggine sulla superficie del materiale, prevenendo la microdissoluzione causata dalla temperatura eccessiva del materiale di base e l'effetto pulente è buono. Questo metodo viene solitamente utilizzato in strumenti di precisione, apparecchiature mediche, stampi e altre applicazioni che non richiedono danni alla superficie del substrato. La potenza massima della pulizia laser continua può raggiungere i 3000 W. Questo metodo di pulizia laser ad alta potenza viene solitamente utilizzato in scenari applicativi di grandi dissipatori di calore come automobili, condutture e grandi strutture in acciaio. La pulizia laser continua ha un buon effetto pulente su aree arrugginite molto grandi o su substrati arrugginiti spessi e, grazie al metodo di pulizia senza contatto, non vi è alcuna superficie ruvida sul substrato come la sabbiatura e la rimozione meccanica della ruggine.

Costi di esercizio della macchina

La sabbiatura e la rimozione della ruggine richiedono l'uso di una grande quantità di mezzi di spruzzatura, il che si traduce in grandi consumi e costi elevati.
La rimozione della ruggine con ghiaccio secco richiede l'uso di ghiaccio secco come mezzo di pulizia. Da un lato, il costo del ghiaccio secco stesso è elevato; d'altro canto, a causa della particolarità del ghiaccio secco, i suoi costi di trasporto e stoccaggio sono molto più elevati rispetto ad altri mezzi.
La rimozione della ruggine chimica richiede l'uso di una grande quantità di acido per pulire il substrato, che ha anche un grande consumo, un uso a lungo termine e alti costi operativi.
La rimozione meccanica della ruggine utilizza mole, carta vetrata, mole e altri strumenti per rimuovere la ruggine. Rispetto ai tre metodi di rimozione della ruggine sopra indicati, il costo è molto inferiore, ma presenta comunque perdite elevate e deve essere sostituito in tempo dopo che gli strumenti si sono usurati.
La rimozione laser della ruggine non richiede mezzi di pulizia e può essere utilizzata quando è accesa. Consuma solo una piccola quantità di energia elettrica e ha bassi costi di esercizio. L'utilizzo di una macchina per la pulizia laser richiede anche la sostituzione regolare delle lenti protettive in base alle condizioni di utilizzo, ma questi materiali di consumo hanno un costo molto basso rispetto alle perdite di altri metodi di rimozione della ruggine.

Misure di sicurezza

Durante la sabbiatura e la rimozione della ruggine, gli operatori devono indossare indumenti protettivi rigorosi, compreso un casco aderente, per proteggersi dai pericoli del materiale spruzzato.
La rimozione della ruggine con ghiaccio secco causerà l'accumulo di una grande quantità di CO2, quindi è necessario uno spazio ben ventilato, altrimenti sarà pericoloso per l'operatore. Inoltre, quando si utilizza la sabbiatura con ghiaccio secco per la rimozione della ruggine, gli operatori sono tenuti a indossare più strati di protezione, inclusi guanti, indumenti di cotone e cuffie per garantire calore e sicurezza.
Quando viene rimossa la ruggine chimica, l'operatore deve indossare indumenti protettivi resistenti agli acidi per evitare ustioni dovute a schizzi di acido sulla pelle durante l'operazione. Inoltre, il processo di rimozione della ruggine chimica produrrà gas acidi. Per ridurre la corrosione dei gas acidi sulle apparecchiature e i danni al corpo umano, il sito di rimozione della ruggine dovrebbe disporre di una buona attrezzatura di ventilazione.
La rimozione meccanica della ruggine, sia manualmente che utilizzando utensili elettrici, è un metodo di rimozione della ruggine ad alta intensità di manodopera. Questo metodo di rimozione della ruggine è semplice da usare, ma richiede molta forza fisica. L'operatore deve prestare attenzione al riposo e non può lavorare a lungo per evitare danni al corpo.
La rimozione della ruggine tramite laser è un modo più semplice e sicuro per rimuovere la ruggine. Non ci sono detriti volanti durante l'intero processo di pulizia. L'operatore non ha bisogno di indossare indumenti protettivi pesanti. Ha solo bisogno di indossare occhiali protettivi dal laser per iniziare direttamente il lavoro di rimozione della ruggine dai metalli. Inoltre, non esistono requisiti speciali di ventilazione per la rimozione della ruggine con il laser a fibra. È sufficiente assicurarsi che vi sia una distanza di ventilazione superiore a 20 cm dalla parte anteriore e posteriore della fusoliera. Questo per garantire che la macchina possa dissipare il calore normalmente. Sebbene la pulizia laser sia più sicura, dovresti comunque fare attenzione a non puntare la testina di pulizia laser verso persone e occhi durante il processo di rimozione della ruggine.

Impatto ambientale

Da un lato, le attrezzature per la sabbiatura e la rimozione della ruggine produrranno rumore e dovranno essere adottate misure per ridurre il rumore per ridurre l'impatto del rumore sui lavoratori e sull'ambiente; d'altro canto, il processo di sabbiatura e rimozione della ruggine produrrà una grande quantità di polvere, causando inquinamento e danni all'ambiente. Per la protezione è necessario adottare misure adeguate. Dopo la sabbiatura e la rimozione della ruggine, la sabbia e la ghiaia usate devono essere pulite.
La tecnologia di pulizia con ghiaccio secco non lascia residui durante il processo di rimozione della ruggine ed è un metodo di rimozione della ruggine più rispettoso dell'ambiente.
Quando si utilizzano agenti chimici per rimuovere la ruggine, i liquidi di scarto dopo il decapaggio inquinano gravemente l'ambiente e devono essere trattati prima di essere scaricati. I liquidi di scarto dopo la pulizia devono essere trattati secondo i requisiti della legge sulla protezione dell'ambiente e non devono essere scaricati all'esterno a piacimento.
La rimozione della ruggine tramite laser è un nuovo processo di pulizia rispettoso dell'ambiente. Poiché il processo di pulizia non utilizza mezzi detergenti come prodotti chimici, non produce sostanze inquinanti ed è più rispettoso dell'ambiente.

Riassumere

La pulizia laser ha dimostrato di essere un metodo efficace e sicuro per mantenere le superfici metalliche e prolungarne la durata. Essendo uno strumento altamente avanzato per la rimozione della ruggine, macchine per la pulizia laser stanno iniziando a sostituire gradualmente i tradizionali processi di pulizia perché possono rimuovere la ruggine in modo più accurato e ridurre il capitale aggiuntivo richiesto, con conseguente riduzione dei costi complessivi. La rimozione della ruggine tramite laser è anche il processo più efficace per ridurre i danni ambientali. La sua comparsa ha rivoluzionato i metodi di pulizia delle superfici metalliche e sta diventando sempre più popolare nella pulizia industriale.
In AccTek Laser forniamo agli utenti attrezzature adeguate per la rimozione della ruggine laser, comprese macchine per la pulizia laser a impulsi da 100-500 W e macchine per la pulizia laser continua da 1000-3000, per soddisfare le esigenze di rimozione della ruggine di diversi scenari applicativi. Per saperne di più sulle nostre soluzioni di pulizia laser, contattaci oggi.

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