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船用钢板的高功率连续与脉冲激光除锈机理及工艺对比研究
| 论文题名： | 船用钢板的高功率连续与脉冲激光除锈机理及工艺对比研究 |
| 关键词： | 船用钢板;激光清洗;除锈机理;高功率激光;船舶除锈;除锈机制 |
| 摘要： | 在海洋行驶环境中船舶的船体钢板很容易被腐蚀，为了保证船体的航行性能，需要定期通过表面清洗来除去锈蚀，传统的机械打磨、化学酸洗等方法存在诸多弊端，将激光清洗技术引入船舶除锈领域的应用具有节能、环保、高效、可控等优势。 本文分别采用1000W连续激光器和500W脉冲激光器用于船用结构钢EH36表面激光除锈技术的对比研究，以基材表层C类锈蚀为清洗对象，开展了激光除锈工艺实验与理论模拟方面的研究，为高功率连续激光和脉冲激光清洗在绿色船舶制造领域的应用推广提供理论依据与工程经验。主要工作内容如下： 通过单因素实验研究激光工艺参数对除锈效果的影响，获取激光除锈工艺窗口及除锈后表面宏观形貌特征，然后对所用连续与脉冲激光器的最高除锈效率进行计算，单台1000W连续激光器的最高除锈效率可达28.8m2/h，单台500W纳秒脉冲激光器的最高除锈效率可达10.7m2/h。基于传热学理论基础开展连续与脉冲激光除锈过程数值模拟研究，结合表面产物分析两种类型激光的除锈机制，结果发现连续激光除锈机制主要存在气化烧蚀与相爆炸，脉冲激光除锈机制主要存在振动剥离与气化烧蚀。最后对除锈后基材的表面质量进行测试，主要包括表面元素、截面组织重熔层、表层硬度及耐蚀性的变化，结果表明，连续激光除锈后O元素最低含量为2.88%，相比基材的硬度提升了50.86%，耐蚀性提升了26.71%。脉冲激光除锈后O元素最低含量为2.88%，相比基材的硬度提升了17.10%，耐蚀性提升了35.47%。 |
| 作者： | 李思凡 |
| 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： | 2022 |
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