激光除銹：在鐵路鋼軌中的應(yīng)用
日期：2024/11/15 1:30:17 作者：華馳激光 閱讀數(shù)：412能清洗城軌列車，還能清洗航空發(fā)動(dòng)機(jī)
“車身要做焊前焊后清理，以前是靠人手，拿著鋼刷去刷?！敝熊嚹暇┢宙?zhèn)車輛有限公司工藝主管金文濤告訴長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者，中車南京浦鎮(zhèn)是中國(guó)城市軌道交通車輛生產(chǎn)定點(diǎn)企業(yè)，城軌在焊接過(guò)程中需要清洗，通過(guò)集成武漢翔明激光的激光清洗設(shè)備，進(jìn)行清焊一體協(xié)同作用，用機(jī)器替代了強(qiáng)度較大的人工勞動(dòng)。目前該套設(shè)備已陸續(xù)出廠城軌2000多輛。
“航空航天的飛機(jī)、火箭的結(jié)構(gòu)件涂裝前，也需要做清洗處理。”航空工業(yè)綜合所的集團(tuán)一級(jí)專家、研究員王西昌介紹，面對(duì)不同材料不同需求功能的應(yīng)用場(chǎng)景，激光清洗同樣好使。
據(jù)介紹，激光清洗的原理在于高能量密度、短脈沖激光照射下，工件表面的污染物瞬間氣化、蒸發(fā)、振動(dòng)剝落。
長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者通過(guò)視頻看到，在一塊轉(zhuǎn)頭大小、銹跡斑斑的鋼板上，激光一道道劃過(guò)，不到1分鐘，鋼板潔凈如初，發(fā)出自然的金屬光澤，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有煙塵。
火箭焊前氧化膜的清理，運(yùn)載火箭貯箱結(jié)構(gòu)艙體、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的清洗，武器裝備、電子線路接頭的清洗，都可以使用激光清洗。該技術(shù)在飛機(jī)結(jié)構(gòu)、鐵軌及火車構(gòu)件、艦船表面零部件焊接前清洗等方面有著巨大的應(yīng)用前景，復(fù)興號(hào)動(dòng)車組的焊接生產(chǎn)線、長(zhǎng)征運(yùn)載火箭高強(qiáng)鋁合金焊接清理，都已經(jīng)配備了激光清洗機(jī)。
以鐵路鋼軌為例，鐵路網(wǎng)絡(luò)可以說(shuō)是我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)中至關(guān)重要的組成部分，2015年底我國(guó)運(yùn)營(yíng)鐵路總長(zhǎng)達(dá)12.1萬(wàn)公里，居世界第二。其中高鐵里程超1.9萬(wàn)公里，居世界第一。中國(guó)高鐵運(yùn)行速度160~320 km/h，要求全部使用無(wú)縫線路(道岔、隧道、橋梁、站臺(tái)等特殊路段除外) ;無(wú)縫鐵路能節(jié)省15%以上的維修費(fèi)用，延長(zhǎng)25%的鋼軌使用壽命。
現(xiàn)如今無(wú)縫鋼軌已成為我國(guó)整個(gè)鐵路網(wǎng)絡(luò)的主要鋪軌類型，我國(guó)鐵路線路的無(wú)縫化達(dá)70%以上。無(wú)縫鋼軌生產(chǎn)關(guān)鍵工序?yàn)殇撥壓附?，而鋼軌的除銹清洗技術(shù)對(duì)焊接的影響至關(guān)重要。
采用傳統(tǒng)的砂輪打磨清洗會(huì)存在很多問(wèn)題:
1.深度打磨，保證清潔度，卻破壞鋼軌表面弧面形貌。鋼軌間及鋼軌與輪轂間存在不均勻過(guò)渡區(qū)及縫隙，列車抖動(dòng)嚴(yán)重，高速運(yùn)行列車產(chǎn)生微顫，降低了乘客的舒適性;
2.減小打磨量，保證弧面形貌，卻導(dǎo)致銹蝕殘留嚴(yán)重。焊接電流大范圍急劇變化(不穩(wěn)度±(200~1600 A ) )。焊接電流大幅變化，使焊縫產(chǎn)生晶粒粗大、灰斑等難以探測(cè)的缺陷，埋下了嚴(yán)重的安全隱患;
3.目前打磨清洗銹蝕殘留20%~30%，導(dǎo)致焊接失敗率達(dá)10%;修復(fù)工序極為繁瑣，成本達(dá)3萬(wàn)元/焊頭，制約了無(wú)縫鐵路鋪軌生產(chǎn)進(jìn)程;
4.消耗大量砂輪耗材，已對(duì)環(huán)境造成了粉塵污染，對(duì)工人健康產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害;
5.鐵路維護(hù)修理工作繁重，激光除銹清洗技術(shù)能夠替代人工打磨清洗推動(dòng)我國(guó)高效自動(dòng)化鐵路在線修復(fù)工作進(jìn)程。
采用激光除銹清洗則能避免以上所述問(wèn)題，具有如下優(yōu)點(diǎn):
1.清洗光源可自適應(yīng)鋼軌弧面形貌，******程度減少基材破壞;
2.激光除銹清洗可實(shí)現(xiàn)污染物選擇性清除，提高清潔度，保護(hù)基材;
3.無(wú)耗材綠色清洗技術(shù)，消除粉塵污染，大幅降低清洗成本;
4.清洗光源可利用光纖柔性傳輸，與機(jī)器人集成工作;
5.大幅提高清洗質(zhì)量，提升焊接成品率、鋼軌焊接強(qiáng)度及可靠性，消除安全隱患。