Remoção de ferrugem a laser VS Remoção de ferrugem tradicional

A soldagem a laser é um método de soldagem de alta precisão que usa um feixe de laser para derreter o material da peça e, em seguida, forma uma solda após o resfriamento. Na soldagem a laser, o gás desempenha um papel fundamental. O gás protetor não afeta apenas a formação do cordão de soldagem, a qualidade do cordão de soldagem, a penetração do cordão de soldagem e a largura de penetração, mas também afeta diretamente a qualidade e a eficiência da soldagem a laser. Quais gases são necessários para soldagem a laser? Este artigo analisará em profundidade a importância dos gases de soldagem a laser, os gases usados e o que eles fazem.

O que é remoção de ferrugem a laser?

A remoção de ferrugem a laser é um processo de limpeza sem contato que usa um feixe de laser para remover ferrugem e óxidos de várias superfícies metálicas. O conceito de remoção de ferrugem a laser remonta à década de 1980, quando os lasers foram usados pela primeira vez para limpar superfícies delicadas na indústria aeroespacial. Desde então, a tecnologia de limpeza a laser continuou a ser refinada e usada em diversas aplicações industriais e comerciais. Nos últimos anos, máquinas de remoção de ferrugem a laser tornaram-se amplamente populares devido à sua capacidade de limpeza eficiente e não danificam o substrato.
O princípio de funcionamento da remoção de ferrugem a laser é emitir feixes de laser de alta potência para a superfície de materiais metálicos. Aqui, o feixe de laser interage com a ferrugem da superfície do material, que absorve energia e aumenta rapidamente sua temperatura até atingir o limiar de ablação, ponto em que as ligações moleculares se rompem. Isso faz com que partículas de ferrugem sejam ejetadas do substrato ou que a camada de ferrugem vaporize completamente.
Os parâmetros do removedor de ferrugem a laser (ou seja, potência, comprimento de onda, taxa de repetição, velocidade de varredura e diâmetro do feixe) são cuidadosamente selecionados para que apenas o limite de ablação da camada de ferrugem seja alcançado e não o do próprio substrato. Este direcionamento do limiar de ablação correto, combinado com o fato de que a remoção de ferrugem a laser pode ser controlada com precisão de nível micrométrico, garante que o substrato subjacente não seja danificado ou seja muito pouco danificado. O processo de digitalização do feixe de laser é repetido até que toda a ferrugem seja removida e a superfície metálica esteja limpa.

Quais são os métodos tradicionais comuns de remoção de ferrugem?

Antes que a remoção de ferrugem a laser aparecesse ou não fosse amplamente utilizada, os seguintes métodos tradicionais de remoção de ferrugem eram amplamente utilizados na área de limpeza de metais:

Remoção de ferrugem com jato de areia

O jato de areia usa alta pressão para empurrar o fluxo médio e pulveriza areia dura e angular e cascalho em alta velocidade através do bico na superfície do metal para remover com força os contaminantes da superfície do objeto. O meio mais comum desse tipo é uma mistura de areia, incluindo areia de minério de cobre, areia de quartzo, esmeril, areia de ferro, etc. A vantagem do jato de areia é que ele é mais eficaz em áreas enferrujadas muito grandes e pode remover a ferrugem de superfícies metálicas mais rapidamente. do que outros métodos de limpeza. Além disso, o jato de areia pode limpar substratos enferrujados mais espessos. Como o jato de areia usa alta pressão para forçar a remoção de contaminantes, ele pode efetivamente atravessar camadas mais espessas de ferrugem, removendo-a do substrato.

Remoção de ferrugem por explosão de gelo seco

O jateamento com gelo seco também é chamado de jateamento a frio. Seu método de remoção de ferrugem possui características semelhantes ao jato de areia. O meio que utiliza é o dióxido de carbono sólido. O princípio da remoção da ferrugem do gelo seco é usar as propriedades físicas do gelo seco para sublimar e absorver o calor. Quando partículas de gelo seco são pulverizadas na superfície dos pontos de ferrugem, ocorrerá uma reação instantânea de alta e baixa temperatura, destruindo a conexão entre a ferrugem e as superfícies metálicas e gerando forte força explosiva. Isso removerá a ferrugem. Ao mesmo tempo, a limpeza com gelo seco também pulverizará gelo seco na superfície da ferrugem por meio de um fluxo de ar de alta pressão para isolar as partículas de ferrugem umas das outras e evitar que a ferrugem cresça novamente. A vantagem da limpeza com gelo seco é que ela não deixa resíduos durante o processo de remoção da ferrugem e é mais ecologicamente correta.

Remoção química de ferrugem

A remoção química da ferrugem usa decapagem para reagir quimicamente com a ferrugem para dissolver a camada de ferrugem e óxido na superfície do metal para atingir o objetivo de remoção da ferrugem. Os meios de limpeza comumente usados para este método incluem ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido fluorídrico, ácido aminosulfúrico, etc., por isso também é chamado de decapagem. Para remoção de ferrugem de grandes estruturas de aço, são utilizados principalmente ácido sulfúrico e ácido clorídrico. Essa forte eficiência de limpeza com ácido é alta, rápida e barata. Para peças mecânicas ou peças finas, o ácido fosfórico é usado principalmente para evitar corrosão excessiva e reduzir danos à superfície da peça.

Remoção mecânica de ferrugem

A remoção mecânica de ferrugem é um método que utiliza energia mecânica para remover a ferrugem por meio de fricção. Ferramentas mecânicas comuns de remoção de ferrugem incluem rebolos, lixas, rebolos, etc. Essas ferramentas podem ser operadas manualmente ou eletricamente. Ao moer mecanicamente a camada de ferrugem na superfície do metal, eles podem remover efetivamente a ferrugem da superfície. A remoção mecânica da ferrugem é um método simples e eficaz de remoção de ferrugem, mas só pode remover a ferrugem da superfície do metal e não tem efeito óbvio na ferrugem profunda.

Remoção de ferrugem a laser VS remoção de ferrugem tradicional

A remoção de ferrugem a laser foi bem recebida por muitas empresas desde o seu surgimento porque apresenta vantagens sobre a remoção de ferrugem tradicional em muitos aspectos. Aqui, comparamos a remoção de ferrugem a laser com a remoção de ferrugem tradicional. A seguir está uma análise detalhada de vários métodos de remoção de ferrugem:

Efeito de limpeza e impacto na superfície metálica

O jato de areia e a remoção de ferrugem podem remover materiais de base enferrujados mais espessos. No entanto, como este método depende do impacto e fricção das bordas e cantos dos grãos de areia para remover ferrugem e incrustações de óxido na superfície do metal, a superfície do material após o jato de areia e a remoção da ferrugem será muito áspera. Isso causará grandes danos à superfície do metal e não é propício ao uso a longo prazo.
A limpeza com gelo seco pode remover a ferrugem até certo ponto sem riscar ou danificar a superfície do substrato, mas o efeito de remoção é afetado por fatores como o tipo e a espessura da ferrugem. Tem um bom efeito de limpeza em superfícies metálicas com finas camadas de ferrugem, mas não consegue limpar bem a ferrugem profunda e pesada.
O efeito da remoção mecânica da ferrugem é semelhante ao do jato de areia. Como a remoção da ferrugem depende do atrito mecânico, a superfície do material base será muito áspera. Além disso, a remoção mecânica da ferrugem não é eficaz para ferrugem profunda.
Ao usar produtos químicos para remover a ferrugem, diferentes soluções de decapagem têm efeitos diferentes. O forte efeito de remoção da ferrugem ácida é óbvio, mas é propenso à corrosão excessiva da superfície do material base. Se a limpeza for incompleta, o ácido restante fará com que a ferrugem retorne.
A limpeza a laser tem bons efeitos na remoção de ferrugem de peças de precisão e grandes estruturas de aço. Atualmente existem dois tipos de limpeza a laser: limpeza a laser pulsado e limpeza contínua a laser. A remoção de ferrugem a laser de pulso pode controlar melhor a entrada de calor enquanto limpa a camada de ferrugem na superfície do material, evitando a microdissolução causada pela temperatura excessiva do material de base, e o efeito de limpeza é bom. Este método é geralmente usado em instrumentos de precisão, equipamentos médicos, moldes e outras aplicações que não requerem danos à superfície do substrato. A potência máxima da limpeza contínua a laser pode chegar a 3000W. Este método de limpeza a laser de alta potência é geralmente usado em cenários de aplicação de grandes dissipadores de calor, como automóveis, tubulações e grandes estruturas de aço. A limpeza contínua a laser tem um bom efeito de limpeza em áreas enferrujadas muito grandes ou substratos enferrujados espessos e, devido ao método de limpeza sem contato, não há superfície áspera no substrato, como jato de areia e remoção mecânica de ferrugem.

Custos operacionais da máquina

O jato de areia e a remoção de ferrugem requerem o uso de grande quantidade de meios de pulverização, o que resulta em grande consumo e alto custo.
A remoção da ferrugem do gelo seco requer o uso de gelo seco como meio de limpeza. Por um lado, o custo do gelo seco em si é elevado; por outro lado, devido à particularidade do gelo seco, seus custos de transporte e armazenamento são muito superiores aos de outros meios.
A remoção química da ferrugem requer o uso de grande quantidade de ácido para limpar o substrato, que também apresenta grande consumo, uso prolongado e altos custos operacionais.
A remoção mecânica de ferrugem usa rebolos, lixas, rebolos e outras ferramentas para remover a ferrugem. Comparado com os três métodos de remoção de ferrugem acima, o custo é muito menor, mas ainda apresenta grandes perdas e precisa ser substituído a tempo após o desgaste das ferramentas.
A remoção de ferrugem a laser não requer mídia de limpeza e pode ser usada quando estiver ligado. Consome apenas uma pequena quantidade de energia elétrica e tem baixos custos operacionais. O uso de uma máquina de limpeza a laser também requer a substituição regular das lentes protetoras de acordo com as condições de uso, mas esses consumíveis têm um custo muito baixo em comparação com as perdas de outros métodos de remoção de ferrugem.

Precauções de segurança

Ao fazer jateamento de areia e remoção de ferrugem, os operadores precisam usar roupas de proteção rigorosas, incluindo um capacete apertado, para se protegerem dos perigos do material pulverizado.
A remoção da ferrugem do gelo seco causará o acúmulo de uma grande quantidade de CO2, portanto é necessário um espaço bem ventilado, caso contrário será perigoso para o operador. Além disso, ao usar o jateamento com gelo seco para remoção de ferrugem, os operadores são obrigados a usar múltiplas camadas de proteção, incluindo luvas, roupas de algodão e protetores de ouvido para garantir seu calor e segurança.
Quando a ferrugem química é removida, o operador precisa usar roupas de proteção resistentes a ácidos para evitar queimaduras devido a respingos de ácido na pele durante a operação. Além disso, o processo de remoção química da ferrugem produzirá gases ácidos. Para reduzir a corrosão de gases ácidos nos equipamentos e danos ao corpo humano, o local de remoção de ferrugem deve ter bons equipamentos de ventilação.
A remoção mecânica de ferrugem, seja manualmente ou com ferramentas elétricas, é um método de remoção de ferrugem altamente trabalhoso. Este método de remoção de ferrugem é simples de operar, mas requer muita força física. O operador deve estar atento ao descanso e não pode trabalhar por muito tempo para não causar danos ao corpo.
A remoção de ferrugem a laser é uma maneira mais fácil e segura de remover ferrugem. Não há detritos voadores durante todo o processo de limpeza. O operador não precisa usar roupas de proteção pesadas. Ele só precisa usar óculos de proteção contra laser para iniciar diretamente o trabalho de remoção de ferrugem do metal. Além disso, não há requisitos especiais de ventilação para remoção de ferrugem a laser de fibra. Você só precisa garantir que haja uma distância de ventilação de mais de 20 cm da parte frontal e traseira da fuselagem. Isso é para garantir que a máquina possa dissipar o calor normalmente. Embora a limpeza a laser seja mais segura, você ainda deve ter cuidado para não apontar o cabeçote de limpeza a laser para pessoas e olhos durante o processo de remoção de ferrugem.

Impacto ambiental

Por um lado, o equipamento de jacto de areia e de remoção de ferrugem produzirá ruído, e é necessário tomar medidas para reduzir o ruído e reduzir o impacto do ruído nos trabalhadores e no ambiente; por outro lado, o processo de jato de areia e remoção de ferrugem produzirá grande quantidade de poeira, causando poluição e danos ao meio ambiente. Medidas correspondentes precisam ser tomadas para proteção. Após o jato de areia e a remoção da ferrugem, a areia e o cascalho usados precisam ser limpos.
A tecnologia de limpeza com gelo seco não deixa resíduos durante o processo de remoção de ferrugem e é um método de remoção de ferrugem mais ecológico.
Quando agentes químicos são usados para remover a ferrugem, o líquido residual após a decapagem polui gravemente o meio ambiente e precisa ser tratado antes de ser descartado. O líquido residual após a limpeza precisa ser processado de acordo com os requisitos da Lei de Proteção Ambiental e não deve ser descartado para o exterior à vontade.
A remoção de ferrugem a laser é um novo processo de limpeza ecologicamente correto. Como o processo de limpeza não utiliza meios de limpeza como produtos químicos, ele não produz poluentes e é mais ecologicamente correto.

Resumir

A limpeza a laser provou ser um método eficaz e seguro para manter superfícies metálicas e prolongar sua vida útil. Como uma ferramenta de remoção de ferrugem altamente avançada, máquinas de limpeza a laser estão começando a substituir gradualmente os processos de limpeza tradicionais porque podem remover a ferrugem com mais precisão e reduzir o capital adicional necessário, resultando em custos gerais mais baixos. A remoção de ferrugem a laser também é o processo mais eficaz para reduzir os danos ambientais. Seu surgimento revolucionou os métodos de limpeza de superfícies metálicas e está se tornando cada vez mais popular na limpeza industrial.
Na AccTek Laser, fornecemos aos usuários equipamentos adequados para remoção de ferrugem a laser, incluindo máquinas de limpeza a laser pulsado de 100-500 W e 1000-3000 máquinas de limpeza a laser contínuas, para atender às necessidades de remoção de ferrugem de diferentes cenários de aplicação. Para saber mais sobre nossas soluções de limpeza a laser, entre em contato conosco hoje mesmo.

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