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激光清洗油漆涂层工艺及机理研究
| 论文题名： | 激光清洗油漆涂层工艺及机理研究 |
| 关键词： | 轨道车辆;油漆涂层;激光清洗;表面粗糙度;抗腐蚀性能;界面结合力 |
| 摘要： | 轨道车辆检修时需要将车体表面原有的漆层去除，传统的机械打磨、喷砂等方法存在污染环境等的问题。在我国环保要求越来越高的情况下，激光清洗作为一种新兴的表面清洁技术，因其精度高、高效环保的优点在除漆方面得到了越来越广泛的应用。然而目前在激光清洗油漆的工艺和机理方面研究不够深入，同时激光清洗后漆层的再涂装性能也需要进一步的研究。 本文首先基于激光功率、激光重复频率、清洗速度三个因素进行了500W脉冲激光清洗油漆的单因素实验和正交试验优化，对除漆产物的成分和生成机制进行了研究；随后，基于激光功率、激光线宽、清洗速度三个因素进行了1000W连续激光清洗油漆的单因素实验和正交试验优化，对除漆产物的成分和生成机制进行了研究；最后对除漆后的铝合金基体的表面粗糙度、抗腐蚀性能及涂层及结合力进行测试，并和传统的机械打磨除漆方式进行对比。 实验结果表明脉冲激光除漆过程中激光重复频率对清洗效果影响最大，应作为优先考虑因素。激光清洗油漆的产物主要有颗粒状产物、棒状产物和片状产物三种形貌，其中颗粒状产物和棒状产物的产生机制为烧蚀机制，片状产物的生成机制为振动机制。连续激光除漆过程中激光功率对清洗效果影响最大，应作为优先考虑因素。连续激光清洗油漆的产物主要有颗粒状产物聚集物和絮状产物聚集物两种形貌，其中颗粒状产物在烧蚀机制和振动机制混合作用下产生，絮状产物主要由烧蚀机制产生。 在除漆质量和基体性能方面，激光清洗和机械打磨两种方式都可以将5083铝合金表面的漆层完全去除，激光清洗后基材表面含氧量低于机械打磨，且表面粗糙度从小到大依次为脉冲激光清洗、机械打磨、连续激光清洗。脉冲激光清洗后铝合金基体的抗腐蚀性能提升了96%；连续激光清洗后铝合金基体的抗腐蚀性能提升了23%。脉冲激光清洗后基材涂层结合力和机械打磨相比提升了22%。脉冲激光清洗后的铝合金基材性能优于连续激光清洗和机械打磨，是最优的激光清洗油漆涂层的方法。 |
| 作者： | 李云开 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 王春明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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