激光表面清理

激光表面清理指利用激光，以蒸發(fā)、液體飛濺、應(yīng)力剝離等方式，去除材料表面的污染物、油漆或涂層的方法。

中文名稱

激光表面清理

英文名稱

laser surface cleaning

定　　義

利用激光，以蒸發(fā)、液體飛濺、應(yīng)力剝離等方式，去除材料表面的污染物、油漆或涂層的方法。

應(yīng)用學(xué)科

材料科學(xué)技術(shù)（一級學(xué)科），材料科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)（二級學(xué)科），材料合成、制備與加工（三級學(xué)科），表面改性和涂層技術(shù)（四級學(xué)科）

表面清理是清除危害鋼坯質(zhì)量的表面缺陷的生產(chǎn)工序。鋼坯表面清理有在線熱清理及鋼坯冷卻后的補(bǔ)充清理兩種。在線熱清理時，使用火焰清理機(jī)及熱銑機(jī)?；鹧媲謇頇C(jī)通常裝在初軋機(jī)(見方坯初軋機(jī)、板坯初札機(jī)和方一板坯初軋機(jī))和大剪機(jī)之間，可以進(jìn)行上下兩面(板坯)或上下左右四面(方坯)清理，也可有選擇地對缺陷集中區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)清理(見鋼坯火焰清理及火焰清理)。熱銑機(jī)裝在鋼坯連軋機(jī)機(jī)座之間，可以將方坯或扁坯進(jìn)行熱剝皮，這種裝置在俄羅斯有使用，其不足之處是金屬消耗較多。鋼坯冷卻后還需要進(jìn)行不在線的補(bǔ)充清理，特別是對表面質(zhì)量有更高要求的鋼坯。由于要補(bǔ)充清理，就要占用車間面積，進(jìn)行上料、吊運(yùn)、倒垛等作業(yè)，特別是大板坯重達(dá)45t，給操作管理帶來很多麻煩。補(bǔ)充清理有人工及機(jī)械化清理兩種，補(bǔ)充清理均在缺陷檢查以后進(jìn)行。機(jī)械化清理大都采用火焰清理機(jī)進(jìn)行選擇性清理，而人工清理常使用火焰槍，對優(yōu)質(zhì)鋼用砂輪清理或風(fēng)鏟清理。對一些特殊要求的鋼(如不銹鋼等)要冷后進(jìn)行全面剝皮。

在板坯生產(chǎn)中，火焰清理是保證鋼坯質(zhì)量的重要工序，它利用高溫火焰的氣割和熔除作用去除鋼坯表面的氧化皮和缺陷，達(dá)到剝皮檢驗(yàn)和缺陷精整的目的。通過火焰清理可以發(fā)現(xiàn)皮下氣孔、夾渣、橫裂、端面裂紋等缺陷，能夠?qū)⒖v裂、夾渣、凹坑等缺陷快速清除。但是，這項(xiàng)操作需要掌握一定的技巧，否則會在清理過程中產(chǎn)生額外的清理缺陷。人工火焰清理作為一種操作靈活、生產(chǎn)率高、固定成本投入低的表面清理方法而得到廣泛應(yīng)用。沙鋼在2005年從韓國引進(jìn)火焰清理技術(shù)，組建了專業(yè)的火焰清理隊(duì)伍、設(shè)立了專門的火焰清理場地，目前每年完成的板坯火焰清理量在50萬t左右 。

在沒有火焰清理和不允許火焰清理的情況下可采用風(fēng)鏟清理。高碳或合金鋼原料，在冷狀態(tài)下可用風(fēng)鏟清理。清理用風(fēng)鏟的型式很多，可分為重型、中型和輕型三種。各種風(fēng)鏟的性能如下圖：

風(fēng)鏟清理操作：原料在清理前，先要檢查缺陷情況，對于可進(jìn)行清理的缺陷，應(yīng)劃出缺陷范圍，作好標(biāo)記。鏟削時風(fēng)鏟中心線應(yīng)與原料表面成一定的角度，開始鏟削時要先試鏟缺陷深度，可采用一遍、兩遍、三遍的清理方式。在清理過程中，當(dāng)鏟屑不再裂開或被清理的鏟溝上不再有黑線或黑色夾雜物時為止，說明缺陷已被清除。鏟溝的寬度應(yīng)不小于深度的5~6倍。鏟削時要使鏟溝有較圓滑的角邊，不應(yīng)有尖銳的邊棱 ，鏟溝長度方向應(yīng)垂直于軋制方向。

火焰清理的實(shí)質(zhì)是用高溫火焰將原料缺陷燒除。它是生產(chǎn)率最高、成本最低的一種清理方法。用火焰清理一噸鋼的成本，比用風(fēng)鏟清理便宜一半以上，僅為砂輪研磨的十分之一。清理速度高于風(fēng)鏟10~15倍，同時所需設(shè)備也簡單。因此被廣泛的應(yīng)用于一般碳素鋼、普通低合金鋼及部分合金鋼的清理上?；鹧媲謇碛钟腥斯せ鹧媲謇砗蜋C(jī)械火焰清理兩種。