民机铝合金蒙皮表面漆层激光清洗仿真与实验研究

为了进一步阐明铝合金表面丙烯酸聚氨酯漆层的激光清洗机制,揭示扫描速度对激光除漆的影响规律,首先采用万能试验机测定了漆层强度极限,结合多种技术手段分析研究了单脉冲热-力耦合COMSOL仿真与清洗实验结果,探究了四种扫描速度(1000、900、800、700 mm/s)下除漆表面宏微观形貌及成分变化。结果显示:单脉冲除漆凹坑内存在明显分层与碎裂,除漆最大深度和宽度分别为34.3 μm和125 μm;漆层强度极限为2.68×107 Pa,与热应力仿真结果接近;随着扫描速度逐步降低,漆层去除深度不断增大,氧化膜逐步显现,面漆着色剂(β型铜酞菁)与漆层功能性氧化粒子的沉积量逐渐增加。研究表明:单脉冲激光除漆过程主要包括烧蚀、热应力和等离子体冲击三种除漆机制;随着扫描速度的逐渐降低,烧蚀除漆效果逐渐增强,等离子体冲击除漆效果逐步减弱,热应力除漆效果保持不变。