Laserowe usuwanie rdzy vs tradycyjne usuwanie rdzy

Spawanie laserowe to bardzo precyzyjna metoda spawania, która wykorzystuje wiązkę lasera do stopienia materiału przedmiotu obrabianego, a następnie po ochłodzeniu tworzy spoinę. W spawaniu laserowym kluczową rolę odgrywa gaz. Gaz ochronny wpływa nie tylko na tworzenie się szwu spawalniczego, jego jakość, penetrację szwu spawalniczego i szerokość wtopienia, ale także bezpośrednio wpływa na jakość i wydajność spawania laserowego. Jakie gazy są potrzebne do spawania laserowego? W tym artykule szczegółowo omówiono znaczenie gazów do spawania laserowego, stosowane gazy i ich funkcję.

Na czym polega laserowe usuwanie rdzy?

Laserowe usuwanie rdzy to bezdotykowy proces czyszczenia, w którym wiązka lasera usuwa rdzę i tlenki z różnych powierzchni metalowych. Koncepcja laserowego usuwania rdzy sięga lat 80-tych XX wieku, kiedy po raz pierwszy zastosowano lasery do czyszczenia delikatnych powierzchni w przemyśle lotniczym. Od tego czasu technologia czyszczenia laserowego była stale udoskonalana i wykorzystywana w różnych zastosowaniach przemysłowych i komercyjnych. W ostatnich latach, laserowe maszyny do usuwania rdzy zyskały dużą popularność ze względu na skuteczność czyszczenia i brak uszkodzeń podłoża.
Zasada działania laserowego usuwania rdzy polega na emitowaniu wiązek laserowych o dużej mocy na powierzchnię materiałów metalowych. Tutaj wiązka lasera oddziałuje z rdzą na powierzchni materiału, która pochłania energię i gwałtownie podnosi swoją temperaturę, aż osiągnie próg ablacji, czyli punkt, w którym zrywają się wiązania molekularne. Powoduje to wyrzucenie cząstek rdzy z podłoża lub całkowite odparowanie warstwy rdzy.
Parametry laserowego odrdzewiacza (tj. moc, długość fali, częstotliwość powtarzania, prędkość skanowania i średnica wiązki) są tak dobierane, aby osiągnięty został jedynie próg ablacji warstwy rdzy, a nie samego podłoża. To ustawienie prawidłowego progu ablacji w połączeniu z możliwością kontrolowania laserowego usuwania rdzy z precyzją rzędu mikronów gwarantuje, że podłoże pod spodem nie zostanie uszkodzone lub zostanie uszkodzone w bardzo niewielkim stopniu. Proces skanowania wiązką lasera powtarza się aż do usunięcia wszelkiej rdzy i oczyszczenia powierzchni metalu.

Jakie są popularne tradycyjne metody usuwania rdzy?

Zanim laserowe usuwanie rdzy pojawiło się lub przestało być powszechnie stosowane, w dziedzinie czyszczenia metali powszechnie stosowano następujące tradycyjne metody usuwania rdzy:

Usuwanie rdzy poprzez piaskowanie

Piaskowanie wykorzystuje wysokie ciśnienie do przepychania strumienia medium i natryskuje z dużą prędkością kanciasty, twardy piasek i żwir przez dyszę na metalową powierzchnię, aby silnie usunąć zanieczyszczenia z powierzchni przedmiotu. Najpopularniejszym medium tego rodzaju jest mieszanka piasku zawierająca piasek z rudy miedzi, piasek kwarcowy, szmergiel, piasek żelazny itp. Zaletą piaskowania jest to, że jest najskuteczniejszy na bardzo dużych zardzewiałych obszarach i pozwala szybciej usunąć rdzę z powierzchni metalowych niż inne metody czyszczenia. Ponadto piaskowanie może oczyścić grubsze zardzewiałe podłoża. Ponieważ piaskowanie wykorzystuje wysokie ciśnienie do wymuszenia usunięcia zanieczyszczeń, może skutecznie przebić się przez grubsze warstwy rdzy, usuwając ją z podłoża.

Usuwanie rdzy suchym lodem

Czyszczenie suchym lodem nazywane jest również strumieniowaniem na zimno. Metoda usuwania rdzy ma podobne właściwości do piaskowania. Medium, którego używa, to stały dwutlenek węgla. Zasada usuwania rdzy suchym lodem polega na wykorzystaniu właściwości fizycznych suchego lodu do sublimacji i absorpcji ciepła. Kiedy cząstki suchego lodu zostaną natryskiwane na powierzchnię plam rdzy, nastąpi natychmiastowa reakcja w wysokiej i niskiej temperaturze, niszcząca połączenie między rdzą a powierzchniami metalowymi i generująca silną siłę wybuchową. To usunie rdzę. Jednocześnie czyszczenie suchym lodem spowoduje również natryskiwanie suchego lodu na powierzchnię rdzy za pomocą strumienia powietrza pod wysokim ciśnieniem, aby odizolować cząsteczki rdzy od siebie i zapobiec ponownemu wzrostowi rdzy. Zaletą czyszczenia suchym lodem jest to, że nie pozostawia śladów podczas procesu usuwania rdzy i jest bardziej przyjazny dla środowiska.

Chemiczne usuwanie rdzy

Chemiczne usuwanie rdzy wykorzystuje trawienie, które reaguje chemicznie z rdzą w celu rozpuszczenia warstwy rdzy i tlenku na powierzchni metalu, aby osiągnąć cel usuwania rdzy. Do powszechnie stosowanych środków czyszczących w tej metodzie zalicza się kwas siarkowy, kwas solny, kwas azotowy, kwas fosforowy, kwas fluorowodorowy, kwas aminosiarkowy itp., dlatego nazywa się to również trawieniem. Do usuwania rdzy z dużych konstrukcji stalowych stosuje się głównie kwas siarkowy i kwas solny. Ta skuteczność czyszczenia silnym kwasem jest wysoka, szybka i tania. W przypadku mechanicznych przedmiotów obrabianych lub drobnych części kwas fosforowy stosuje się głównie w celu zapobiegania nadmiernej korozji i zmniejszania uszkodzeń powierzchni przedmiotu obrabianego.

Mechaniczne usuwanie rdzy

Mechaniczne usuwanie rdzy to metoda wykorzystująca siłę mechaniczną do usuwania rdzy poprzez tarcie. Typowe mechaniczne narzędzia do usuwania rdzy obejmują tarcze szlifierskie, papier ścierny, tarcze szlifierskie itp. Narzędzia te mogą być obsługiwane ręcznie lub elektrycznie. Mechanicznie szlifując warstwę rdzy na powierzchni metalu, mogą skutecznie usunąć rdzę z powierzchni. Mechaniczne usuwanie rdzy jest prostą i skuteczną metodą usuwania rdzy, ale może usunąć rdzę tylko z powierzchni metalu i nie ma widocznego wpływu na rdzę głęboko zakorzenioną.

Laserowe usuwanie rdzy VS tradycyjne usuwanie rdzy

Laserowe usuwanie rdzy zostało przyjęte przez wiele firm od chwili jego powstania, ponieważ pod wieloma względami ma przewagę nad tradycyjnym usuwaniem rdzy. Tutaj porównujemy laserowe usuwanie rdzy z tradycyjnym usuwaniem rdzy. Poniżej znajduje się szczegółowa analiza różnych metod usuwania rdzy:

Efekt czyszczenia i wpływ na powierzchnię metalu

Piaskowanie i usuwanie rdzy może usunąć grubsze zardzewiałe materiały podłoża. Ponieważ jednak metoda ta opiera się na uderzeniu i tarciu krawędzi i narożników ziaren piasku w celu usunięcia rdzy i kamienia tlenkowego z powierzchni metalu, powierzchnia materiału po piaskowaniu i usunięciu rdzy będzie bardzo szorstka. Spowoduje to duże uszkodzenia metalowej powierzchni i nie sprzyja długotrwałemu użytkowaniu.
Czyszczenie suchym lodem może w pewnym stopniu usunąć rdzę bez zarysowania lub uszkodzenia powierzchni podłoża, ale na efekt usuwania wpływają takie czynniki, jak rodzaj i grubość rdzy. Ma dobre działanie czyszczące na powierzchniach metalowych z cienkimi warstwami rdzy, ale nie radzi sobie dobrze z głęboką i ciężką rdzą.
Efekt mechanicznego usuwania rdzy jest podobny do piaskowania. Ponieważ usuwanie rdzy opiera się na tarciu mechanicznym, powierzchnia materiału podstawowego będzie bardzo szorstka. Ponadto mechaniczne usuwanie rdzy nie jest skuteczne w przypadku rdzy głęboko zakorzenionej.
W przypadku stosowania środków chemicznych do usuwania rdzy, różne roztwory trawiące mają różne skutki. Silny efekt usuwania rdzy kwasowej jest oczywisty, jednakże jest on podatny na nadmierną korozję powierzchni materiału bazowego. Jeśli czyszczenie nie zostanie zakończone, pozostały kwas spowoduje powrót rdzy.
Czyszczenie laserowe ma dobry wpływ na usuwanie rdzy z precyzyjnych części i dużych konstrukcji stalowych. Obecnie istnieją dwa rodzaje czyszczenia laserowego: czyszczenie laserem impulsowym i ciągłe czyszczenie laserowe. Usuwanie rdzy za pomocą lasera impulsowego może lepiej kontrolować dopływ ciepła podczas czyszczenia warstwy rdzy na powierzchni materiału, jednocześnie zapobiegając mikrorozpuszczaniu spowodowanemu nadmierną temperaturą materiału podstawowego, a efekt czyszczenia jest dobry. Metodę tę stosuje się zwykle w precyzyjnych instrumentach, sprzęcie medycznym, formach i innych zastosowaniach, które nie wymagają uszkodzenia powierzchni podłoża. Maksymalna moc ciągłego czyszczenia laserowego może osiągnąć 3000 W. Ta metoda czyszczenia laserem o dużej mocy jest zwykle stosowana w scenariuszach zastosowań dużych radiatorów, takich jak samochody, rurociągi i duże konstrukcje stalowe. Ciągłe czyszczenie laserowe daje dobry efekt czyszczenia bardzo dużych zardzewiałych obszarów lub grubych zardzewiałych podłoży, a dzięki bezdotykowej metodzie czyszczenia nie ma na podłożu szorstkiej powierzchni, jak piaskowanie i mechaniczne usuwanie rdzy.

Koszty eksploatacji maszyny

Piaskowanie i usuwanie rdzy wymaga użycia dużej ilości środków natryskowych, co wiąże się z dużym zużyciem i wysokimi kosztami.
Usuwanie rdzy suchym lodem wymaga użycia suchego lodu jako środka czyszczącego. Z jednej strony koszt samego suchego lodu jest wysoki; z drugiej strony, ze względu na specyfikę suchego lodu, koszty jego transportu i przechowywania są znacznie wyższe niż w przypadku innych mediów.
Chemiczne usuwanie rdzy wymaga użycia dużej ilości kwasu do oczyszczenia podłoża, co również wiąże się z dużym zużyciem, długotrwałym użytkowaniem i wysokimi kosztami eksploatacji.
Mechaniczne usuwanie rdzy wykorzystuje tarcze szlifierskie, papier ścierny, tarcze szlifierskie i inne narzędzia do usuwania rdzy. W porównaniu z powyższymi trzema metodami usuwania rdzy, koszt jest znacznie niższy, ale nadal wiąże się z dużymi stratami i wymaga wymiany w odpowiednim czasie po zużyciu narzędzi.
Laserowe usuwanie rdzy nie wymaga stosowania środków czyszczących i można z niego korzystać po włączeniu zasilania. Zużywa niewielką ilość energii elektrycznej i charakteryzuje się niskimi kosztami eksploatacji. Korzystanie z laserowej maszyny czyszczącej wymaga również regularnej wymiany soczewek ochronnych w zależności od warunków użytkowania, ale te materiały eksploatacyjne mają bardzo niski koszt w porównaniu ze stratami wynikającymi z innych metod usuwania rdzy.

Środki ostrożności

Podczas piaskowania i usuwania rdzy operatorzy muszą nosić ścisłą odzież ochronną, w tym szczelny kask, aby chronić się przed zagrożeniami stwarzanymi przez natryskiwany materiał.
Usuwanie rdzy suchym lodem spowoduje akumulację dużej ilości CO2, dlatego wymagane jest dobrze wentylowane pomieszczenie, w przeciwnym razie będzie to niebezpieczne dla operatora. Dodatkowo, jeśli do usuwania rdzy stosuje się czyszczenie suchym lodem, operatorzy muszą nosić wiele warstw ochrony, w tym rękawice, odzież bawełnianą i nauszniki, aby zapewnić ciepło i bezpieczeństwo.
Podczas chemicznego usuwania rdzy operator musi nosić kwasoodporną odzież ochronną, aby uniknąć poparzeń spowodowanych rozpryskami kwasu na skórze podczas operacji. Ponadto w procesie chemicznego usuwania rdzy powstaną kwaśne gazy. Aby zmniejszyć korozję sprzętu powodowaną przez kwaśne gazy i szkodliwość dla organizmu ludzkiego, miejsce usuwania rdzy powinno być wyposażone w dobry sprzęt wentylacyjny.
Mechaniczne usuwanie rdzy, ręczne lub przy użyciu elektronarzędzi, jest bardzo pracochłonną metodą usuwania rdzy. Ta metoda usuwania rdzy jest prosta w obsłudze, ale wymaga dużej siły fizycznej. Operator powinien zwracać uwagę na odpoczynek i nie może pracować przez dłuższy czas, aby uniknąć uszkodzenia ciała.
Laserowe usuwanie rdzy jest łatwiejszym i bezpieczniejszym sposobem na usunięcie rdzy. Podczas całego procesu czyszczenia nie ma żadnych latających zanieczyszczeń. Operator nie musi nosić ciężkiej odzieży ochronnej. Aby bezpośrednio rozpocząć usuwanie rdzy z metalu, wystarczy mu założyć okulary chroniące przed promieniowaniem laserowym. Ponadto nie ma specjalnych wymagań dotyczących wentylacji w przypadku usuwania rdzy za pomocą lasera światłowodowego. Należy jedynie zadbać o to, aby odległość wentylacyjna od przodu i tyłu kadłuba była większa niż 20 cm. Ma to na celu zapewnienie normalnego odprowadzania ciepła przez urządzenie. Chociaż czyszczenie laserowe jest bezpieczniejsze, należy zachować ostrożność, aby podczas usuwania rdzy nie kierować głowicy czyszczącej laserem w stronę ludzi i oczu.

Wpływ środowiska

Z jednej strony urządzenia do piaskowania i usuwania rdzy będą powodować hałas i należy podjąć środki w celu jego ograniczenia, aby zmniejszyć wpływ hałasu na pracowników i środowisko; z drugiej strony proces piaskowania i usuwania rdzy spowoduje powstanie dużej ilości pyłu, powodując zanieczyszczenie i szkody dla środowiska. Należy podjąć odpowiednie środki w celu ochrony. Po piaskowaniu i usunięciu rdzy należy oczyścić zużyty piasek i żwir.
Technologia czyszczenia suchym lodem nie pozostawia śladów podczas procesu usuwania rdzy i jest bardziej przyjazną dla środowiska metodą usuwania rdzy.
Kiedy do usuwania rdzy stosuje się środki chemiczne, ciecz odpadowa po trawieniu poważnie zanieczyszcza środowisko i wymaga oczyszczenia przed usunięciem. Płyn odpadowy po czyszczeniu należy poddać utylizacji zgodnie z wymogami Prawa Ochrony Środowiska i nie wolno go dowolnie odprowadzać na zewnątrz.
Laserowe usuwanie rdzy to nowy, przyjazny dla środowiska proces czyszczenia. Ponieważ w procesie czyszczenia nie wykorzystuje się środków czyszczących, takich jak środki chemiczne, nie wytwarza substancji zanieczyszczających i jest bardziej przyjazny dla środowiska.

Podsumować

Czyszczenie laserowe okazało się skuteczną i bezpieczną metodą konserwacji powierzchni metalowych i przedłużania ich żywotności. Jako wysoce zaawansowane narzędzie do usuwania rdzy, laserowe maszyny czyszczące zaczynają stopniowo zastępować tradycyjne procesy czyszczenia, ponieważ pozwalają dokładniej usunąć rdzę i zmniejszyć wymagany dodatkowy kapitał, co skutkuje niższymi kosztami całkowitymi. Laserowe usuwanie rdzy jest również najskuteczniejszym procesem ograniczania szkód dla środowiska. Jego pojawienie się zrewolucjonizowało metody czyszczenia powierzchni metalowych i staje się coraz bardziej popularne w czyszczeniu przemysłowym.
W AccTek Laser zapewniamy użytkownikom odpowiedni sprzęt do laserowego usuwania rdzy, w tym pulsacyjne maszyny czyszczące laserowe o mocy 100–500 W i ciągłe maszyny czyszczące laserowe o mocy 1000–3000, aby sprostać potrzebom usuwania rdzy w różnych scenariuszach zastosowań. Aby dowiedzieć się więcej o naszych rozwiązaniach do czyszczenia laserowego, skontaktuj się z nami już dziś.

Sprzęt laserowy

Informacje kontaktowe

Uzyskaj rozwiązania laserowe