铝合金基体表面漆层激光清除机理及工艺
发布时间：2021-03-08 03:35
激光除漆技术是高效环保、可达性好、可控性高的表面清洗技术。铝合金材料是飞机、轨道车辆领域中的主要结构材料,其表面漆定期清除过程中为了保证材料的疲劳性能铝合金基体不能出现损伤现象。为了获得最佳的铝合金表面漆层的去除工艺,研究激光除漆机理、基体损伤行为以及两者之间存在的联系具有重要的意义。本文以激光除漆机理和基体损伤行为作为研究对象,通过高速摄像、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy,SEM）以及MATLAB软件等相结合对激光除漆过程进行研究,建立了基体损伤行为与漆层去除机理之间的关系;分析了漆层不同去除机理的优缺点,对激光除漆的工艺进行了优化,并通过实验验证了工艺的合理性。通过研究表明:氟碳漆（Fluorocarbon Paint,FP）的去除机理主要有热应力去除、分解-燃烧去除、喷溅去除;氟碳铝粉漆（Fluorocarbon Aluminum Paint,FAP）的去除机理主要有热应力去除、蒸发-沸腾去除、喷溅去除。喷溅去除机理的激光能量密度阈值明显高于其他去除机理的激光能量密度阈值。激光除漆过程中漆层表面粗糙度增加是不可避免的,粗糙度增加将提高漆层...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学清洗施工图
高压水射流除漆主要是通过超高压往复泵加压使得水具有很大的速度，经压缩的水冲击待去除漆层，使得漆层发生破裂去除。一般水的射流压力值在200MPa左右时漆层去除效果较好。高压水射流除漆的可达性要明显高于机械刮擦除漆方法。但是，高压水除漆过程中水资源不能循环利用，会导致水资源大量浪费，更重要的是高压水除漆过程中为了提高漆层的去除效率会在水中加入硬度较高的物质，高硬度物质随高压水冲击去除漆层的同时很容易对基体表面造成损伤，这将导致基体的疲劳性能下降。因此，高压水除漆方法也存在很多难以解决的问题。图1.2是漆层物理去除施工图。图1.2物理去除施工图1.2.3激光去除方法20世纪60年代，ArthurL.Schawlows基于激光的光热转换作用可以将字迹气化的原理第一次提出“LaserEraser”的概念[30]，这是激光去除技术的雏形。随后激光去除技术逐渐应用到包括：文物古迹修复、储存器模板上的微小污染物颗粒去除、金属表面氧化膜去除等方面[31-46]，如图1.3是激光去除技术应用领域的展示。激光除漆的方法是KatherinedeLiu等人在1995年提出的[30]。激光除漆是利用激光光子能量被漆层吸收，通过光热转换在漆层内出现热、力作用，破坏漆层与基体之间的结合力，使得漆层与基体出现分离。激光除漆技术主要依靠光束传
铝合金基体表面漆层激光清除机理及工艺4导能量，除漆过程的可控性、可达性、环保性、精度等各方面要优于化学去除方法和物理去除方法。激光除漆过程中也借鉴激光去除技术中的激光湿式去除法，也就是在漆层去除过程中可以加入辅助液体[47]，但是在实际应用中激光湿式去除表面形成的液态薄膜的厚度会影响去除的精度，并且去除过程中要求液态薄膜较薄，在待去除漆层表面形成相对困难，很大程度上增加了工艺流程的繁琐性，因此工业应用中激光干式清洗更受欢迎。图1.3激光去除技术应用领域展示[41-46]目前，铝合金表面漆层激光去除技术主要是借鉴其他领域材料表面激光去除工艺[31-46]，导致铝合金基体表面损伤行为很难控制，显然与飞机蒙皮漆、轨道车辆车体漆层去除中对基体损伤控制的严格程度以及去除精度的要求不符。因此，激光除漆技术固有的优势在铝合金基体表面高精度去除中发挥的作用有限。综上所述，化学去除和物理去除机理方面的研究已经比较透彻，漆层去除工艺较为固定，同时漆层去除过程中存在一些很难解决的问题。随着绿色发展理念的实施，能源、环保、安全已经愈加成为现代工业中的大趋势，物理去除方法和化学去除方法中很难优化的工艺问题和不可避免的固有劣势使其应用受到极大的限制。激光去除技术由于机理研究不够透彻，工艺优化缺乏依据，在铝合金基体漆层的去除中并未发挥应有的作用。1.3铝合金基体的激光除漆机理与损伤行为研究现状激光除漆技术提出于20世纪末[30,48]。目前，国内外对铝合金基体表面在漆层去除机理、基体损伤行为以及激光去除工艺控制方面都有研究，但是更多的集中在工艺方面。本节主要对国内外铝合金基体表面漆层去除的研究现状进行介绍。1.3.1漆层去除机理的国内外研究现状目前，国内外科研工?
【参考文献】：
期刊论文
[1]飞机脱漆剂的组成分析[J]. 杨军,尹文华,杨小利. 合成材料老化与应用. 2019(04)
[2]含Sc铝合金的应用研究新进展与前景展望[J]. 张思平. 铝加工. 2019(02)
[3]毫秒激光与硅靶相互作用靶材后表面温度的干涉法测量[J]. 张梁,倪晓武,陆建. 南京理工大学学报. 2018(02)
[4]激光除漆与溶剂除漆对飞机蒙皮零件的性能影响[J]. 胡久,马路,王文全,黄智勇,王翀,吴军豪. 金属世界. 2017(06)
[5]激光毛化表面微形貌成形工艺实验研究[J]. 凌步军,刘新金,倪振兴,潘文金,贾明明. 现代制造技术与装备. 2017(11)
[6]环保型脱漆剂EFS2500的应用[J]. 颜杰红. 电镀与涂饰. 2017(02)
[7]激光热处理对7475铝合金阳极氧化膜表面-界面性能的影响[J]. 王进春,孔德军. 中国有色金属学报. 2016(11)
[8]高强度铝合金材料在轨道交通行业应用概述[J]. 周峰,徐贵宝,周斌,王沛培,马俊成. 机车车辆工艺. 2015(05)
[9]毫秒激光致铝熔融液体准稳态喷溅的模型[J]. 臧彦楠,倪晓武. 光电子·激光. 2015(09)
[10]我国轨道交通车辆用铝型材发展现状[J]. 吴海旭,杨丽,王周兵,秦利,黄健. 轻合金加工技术. 2014(01)
博士论文
[1]毫秒激光致固体靶材表面气化及熔融喷溅的研究[D]. 张梁.南京理工大学 2018
[2]交联环氧树脂的分子动力学模拟及含七苯基POSS的纳米复合材料性能研究[D]. 李凯.北京化工大学 2017
[3]毫秒激光打孔过程熔融喷溅、重铸层和微裂纹形成机理研究[D]. 张廷忠.南京理工大学 2017
[4]纳米颗粒改性环氧树脂及其复合材料力学性能研究[D]. 刘方.哈尔滨工程大学 2014
[5]激光诱导击穿光谱技术检测物质成分的理论应用分析和实验研究[D]. 朱德华.南京理工大学 2012
[6]纳米氧化物颗粒的表面改性及其应用研究[D]. 刘华斌.湖南大学 2012
[7]毫秒激光与金属材料相互作用中的热学和力学效应研究[D]. 秦渊.南京理工大学 2012
[8]激光光束质量对光束传输聚焦和加工质量的影响[D]. 陈虹.北京工业大学 2006
硕士论文
[1]铝合金表面阳极氧化膜的制备、性能及应用研究[D]. 杨斌.兰州理工大学 2019
[2]DGEBA/MTHPA/CNB复合材料力学性能和导热系数的分子动力学研究[D]. 万宇.华北电力大学 2019
[3]表面改性纳米粒子/聚氨酯复合材料制备及性能研究[D]. 张超群.哈尔滨工程大学 2017
[4]碱溶液法脱除聚酯漆包线漆膜及其工程应用[D]. 何静.浙江大学 2016
[5]聚氨酯类铜漆包线水性脱漆剂的研究[D]. 孙雪晴.合肥工业大学 2015
[6]铝合金阳极氧化膜的制备及其性能研究[D]. 孟祥凤.中国计量学院 2014
[7]铝合金表面阳极氧化膜的耐热性能研究[D]. 于佳音.哈尔滨工程大学 2013
[8]铝合金阳极氧化膜结构、制备工艺及显微硬度的关系研究[D]. 张培.北京化工大学 2013
[9]长脉冲激光致金属熔融喷溅的理论研究[D]. 张一鸣.南京理工大学 2013
[10]铝合金阳极氧化膜封闭工艺及膜性能的研究[D]. 周赟.合肥工业大学 2012
本文编号：3070339
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
化学清洗施工图
高压水射流除漆主要是通过超高压往复泵加压使得水具有很大的速度，经压缩的水冲击待去除漆层，使得漆层发生破裂去除。一般水的射流压力值在200MPa左右时漆层去除效果较好。高压水射流除漆的可达性要明显高于机械刮擦除漆方法。但是，高压水除漆过程中水资源不能循环利用，会导致水资源大量浪费，更重要的是高压水除漆过程中为了提高漆层的去除效率会在水中加入硬度较高的物质，高硬度物质随高压水冲击去除漆层的同时很容易对基体表面造成损伤，这将导致基体的疲劳性能下降。因此，高压水除漆方法也存在很多难以解决的问题。图1.2是漆层物理去除施工图。图1.2物理去除施工图1.2.3激光去除方法20世纪60年代，ArthurL.Schawlows基于激光的光热转换作用可以将字迹气化的原理第一次提出“LaserEraser”的概念[30]，这是激光去除技术的雏形。随后激光去除技术逐渐应用到包括：文物古迹修复、储存器模板上的微小污染物颗粒去除、金属表面氧化膜去除等方面[31-46]，如图1.3是激光去除技术应用领域的展示。激光除漆的方法是KatherinedeLiu等人在1995年提出的[30]。激光除漆是利用激光光子能量被漆层吸收，通过光热转换在漆层内出现热、力作用，破坏漆层与基体之间的结合力，使得漆层与基体出现分离。激光除漆技术主要依靠光束传
铝合金基体表面漆层激光清除机理及工艺4导能量，除漆过程的可控性、可达性、环保性、精度等各方面要优于化学去除方法和物理去除方法。激光除漆过程中也借鉴激光去除技术中的激光湿式去除法，也就是在漆层去除过程中可以加入辅助液体[47]，但是在实际应用中激光湿式去除表面形成的液态薄膜的厚度会影响去除的精度，并且去除过程中要求液态薄膜较薄，在待去除漆层表面形成相对困难，很大程度上增加了工艺流程的繁琐性，因此工业应用中激光干式清洗更受欢迎。图1.3激光去除技术应用领域展示[41-46]目前，铝合金表面漆层激光去除技术主要是借鉴其他领域材料表面激光去除工艺[31-46]，导致铝合金基体表面损伤行为很难控制，显然与飞机蒙皮漆、轨道车辆车体漆层去除中对基体损伤控制的严格程度以及去除精度的要求不符。因此，激光除漆技术固有的优势在铝合金基体表面高精度去除中发挥的作用有限。综上所述，化学去除和物理去除机理方面的研究已经比较透彻，漆层去除工艺较为固定，同时漆层去除过程中存在一些很难解决的问题。随着绿色发展理念的实施，能源、环保、安全已经愈加成为现代工业中的大趋势，物理去除方法和化学去除方法中很难优化的工艺问题和不可避免的固有劣势使其应用受到极大的限制。激光去除技术由于机理研究不够透彻，工艺优化缺乏依据，在铝合金基体漆层的去除中并未发挥应有的作用。1.3铝合金基体的激光除漆机理与损伤行为研究现状激光除漆技术提出于20世纪末[30,48]。目前，国内外对铝合金基体表面在漆层去除机理、基体损伤行为以及激光去除工艺控制方面都有研究，但是更多的集中在工艺方面。本节主要对国内外铝合金基体表面漆层去除的研究现状进行介绍。1.3.1漆层去除机理的国内外研究现状目前，国内外科研工?
【参考文献】：
期刊论文
[1]飞机脱漆剂的组成分析[J]. 杨军,尹文华,杨小利. 合成材料老化与应用. 2019(04)
[2]含Sc铝合金的应用研究新进展与前景展望[J]. 张思平. 铝加工. 2019(02)
[3]毫秒激光与硅靶相互作用靶材后表面温度的干涉法测量[J]. 张梁,倪晓武,陆建. 南京理工大学学报. 2018(02)
[4]激光除漆与溶剂除漆对飞机蒙皮零件的性能影响[J]. 胡久,马路,王文全,黄智勇,王翀,吴军豪. 金属世界. 2017(06)
[5]激光毛化表面微形貌成形工艺实验研究[J]. 凌步军,刘新金,倪振兴,潘文金,贾明明. 现代制造技术与装备. 2017(11)
[6]环保型脱漆剂EFS2500的应用[J]. 颜杰红. 电镀与涂饰. 2017(02)
[7]激光热处理对7475铝合金阳极氧化膜表面-界面性能的影响[J]. 王进春,孔德军. 中国有色金属学报. 2016(11)
[8]高强度铝合金材料在轨道交通行业应用概述[J]. 周峰,徐贵宝,周斌,王沛培,马俊成. 机车车辆工艺. 2015(05)
[9]毫秒激光致铝熔融液体准稳态喷溅的模型[J]. 臧彦楠,倪晓武. 光电子·激光. 2015(09)
[10]我国轨道交通车辆用铝型材发展现状[J]. 吴海旭,杨丽,王周兵,秦利,黄健. 轻合金加工技术. 2014(01)
博士论文
[1]毫秒激光致固体靶材表面气化及熔融喷溅的研究[D]. 张梁.南京理工大学 2018
[2]交联环氧树脂的分子动力学模拟及含七苯基POSS的纳米复合材料性能研究[D]. 李凯.北京化工大学 2017
[3]毫秒激光打孔过程熔融喷溅、重铸层和微裂纹形成机理研究[D]. 张廷忠.南京理工大学 2017
[4]纳米颗粒改性环氧树脂及其复合材料力学性能研究[D]. 刘方.哈尔滨工程大学 2014
[5]激光诱导击穿光谱技术检测物质成分的理论应用分析和实验研究[D]. 朱德华.南京理工大学 2012
[6]纳米氧化物颗粒的表面改性及其应用研究[D]. 刘华斌.湖南大学 2012
[7]毫秒激光与金属材料相互作用中的热学和力学效应研究[D]. 秦渊.南京理工大学 2012
[8]激光光束质量对光束传输聚焦和加工质量的影响[D]. 陈虹.北京工业大学 2006
硕士论文
[1]铝合金表面阳极氧化膜的制备、性能及应用研究[D]. 杨斌.兰州理工大学 2019
[2]DGEBA/MTHPA/CNB复合材料力学性能和导热系数的分子动力学研究[D]. 万宇.华北电力大学 2019
[3]表面改性纳米粒子/聚氨酯复合材料制备及性能研究[D]. 张超群.哈尔滨工程大学 2017
[4]碱溶液法脱除聚酯漆包线漆膜及其工程应用[D]. 何静.浙江大学 2016
[5]聚氨酯类铜漆包线水性脱漆剂的研究[D]. 孙雪晴.合肥工业大学 2015
[6]铝合金阳极氧化膜的制备及其性能研究[D]. 孟祥凤.中国计量学院 2014
[7]铝合金表面阳极氧化膜的耐热性能研究[D]. 于佳音.哈尔滨工程大学 2013
[8]铝合金阳极氧化膜结构、制备工艺及显微硬度的关系研究[D]. 张培.北京化工大学 2013
[9]长脉冲激光致金属熔融喷溅的理论研究[D]. 张一鸣.南京理工大学 2013
[10]铝合金阳极氧化膜封闭工艺及膜性能的研究[D]. 周赟.合肥工业大学 2012
本文编号：3070339
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