胡少武,王 濤,黃旭東,姚 濤,苗潤(rùn)芃,康清川,張譯之

(河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,天津 300401)

1 引 言

近些年激光加工作為特種加工技術(shù)其應(yīng)用極為廣泛,例如激光拋光、激光清洗、激光增材、激光焊接等等。其中激光清洗近些年來(lái)發(fā)展速度迅猛,不同與傳統(tǒng)清洗,激光清洗過(guò)程產(chǎn)生的噪聲小,無(wú)污染,而且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清洗,清洗的精度高,因此是一種高效、綠色的清洗技術(shù)[1-2]。

2219鋁合金具有優(yōu)異的綜合性能,如良好的加工性能、高的比強(qiáng)度,抗腐蝕性能以及較高的韌性,被認(rèn)為是航空航天工業(yè)中最具有應(yīng)用前景的輕質(zhì)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料,廣泛應(yīng)用于液體火箭推進(jìn)器貯箱以儲(chǔ)存液體燃料[3]。實(shí)際使用過(guò)程中為了提高其使用壽命,通常會(huì)在表面進(jìn)行涂漆處理,同時(shí)為了保證其運(yùn)行過(guò)程中的可靠性,需要定期對(duì)其進(jìn)行重新涂裝,激光清洗技術(shù)能夠在不破壞基體的前提下,方便快捷地清除漆層。

目前一些學(xué)者通過(guò)有限元分析的方式對(duì)激光清洗漆層過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,并對(duì)其加工機(jī)理和工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。劉彩飛[4]等為了研究脈沖激光去除金屬表面漆膜的過(guò)程,建立了有限元模型,模擬了噴有漆膜的不銹鋼樣品表面在激光清洗下的溫度場(chǎng),通過(guò)改變激光參量研究其對(duì)溫度場(chǎng)的影響,并且做了相關(guān)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。高遼遠(yuǎn)、周建忠[5]等在COMSOL Multiphysics中模擬高斯脈沖光源對(duì)2024鋁合金表面丙烯酸聚酯氨漆層進(jìn)行清洗,研究激光能量密度以及掃描速度對(duì)清洗溫度場(chǎng)和清洗深度的影響,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。邱文太[6]等通過(guò)改變激光的脈沖頻率和脈沖寬度對(duì)2024鋁合金表面的環(huán)氧基底漆涂層進(jìn)行清洗,探討了不同激光參數(shù)下除漆效果以及基材表面損傷情況。江蘇大學(xué)的郭召恒[7-8]使用ANSYS有限元分析軟件,建立納秒脈沖激光除漆的有限元模型。模擬高斯熱源作用下漆層的溫度場(chǎng)風(fēng)分布,研究不同激光參數(shù)下溫度場(chǎng)的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了相對(duì)于光斑直徑為50 μm的載荷,光斑直徑為100 μm的情況下雖然峰值溫度有所下降但仍能達(dá)到清洗漆層的氣化溫度。Mateo[9]等發(fā)現(xiàn)設(shè)置合理的激光能量密度能有效地清除黃銅藝術(shù)品修復(fù)劑中的油漆。Tianyi Shi[10]等使用120 W MOPA脈沖光纖激光器能夠很好清洗鋁合金表面氧化膜,有效地提高了鋁合金拉伸和彎曲的力學(xué)性能。ZeTian[11]等在采用納秒(30 ns)脈沖光纖激光清洗技術(shù),通過(guò)改變能量密度(1.38～5.52 J/cm2)去除了鋁合金表面厚度為(61.7±26.5 )μm的天然海洋微生物污染。周桂蓮[12]利用ANSYS軟件模擬了激光清洗模具過(guò)程中模具表面的溫度變化,在分析過(guò)程中采用二維單元,并考慮了材料的熱物性參數(shù)隨著溫度的變化,建立了有限元模型,得出了模具表面節(jié)點(diǎn)的溫度分布,以及激光功率和掃描速度對(duì)溫度場(chǎng)的影響。

上述研究只是模擬了激光清洗的溫度場(chǎng),并沒(méi)有研究激光參數(shù)對(duì)油漆的不同厚度層溫度的影響。為了探究實(shí)際過(guò)程溫度的變化如何影響清洗效果,本文將以2219鋁合金基材和環(huán)氧聚酰胺底漆作為材料,通過(guò)COMSOL Multiphysics有限元分析軟件,模擬激光束照射漆層表面,通過(guò)改變光斑搭接率和能量密度,觀察其對(duì)溫度場(chǎng)分布的影響,由于單一的通過(guò)溫度高低來(lái)判斷清洗效果好壞會(huì)存在著一定誤差,為了增強(qiáng)其結(jié)果的真實(shí)性,還研究了其對(duì)燒蝕深度的影響。之后使用納秒脈沖光纖激光器對(duì)其實(shí)物進(jìn)行清洗,通過(guò)觀察清洗材料的表面微觀形貌來(lái)探究實(shí)際的清洗效果,從而為激光清洗高強(qiáng)度2219鋁合金漆層提供一定的理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

2 基于COMSOL的有限元分析

2.1 有限元模型假設(shè)

當(dāng)激光熱源作用在鋁合金漆面上時(shí),由于存在熱量輻射和對(duì)流的情況,導(dǎo)致部分能量損失,這里為了簡(jiǎn)化模型保證實(shí)驗(yàn)的可行性,需要對(duì)所建立的模型進(jìn)行假設(shè):

(1)使用的熱源是與激光能量分布相同的熱源模型;

(2)清洗的材料是各向同性,且不會(huì)由于清洗的時(shí)間的變化對(duì)其性質(zhì)產(chǎn)生影響;

(3)不考慮在加工時(shí)由于溫度過(guò)高導(dǎo)致材料表面出現(xiàn)變形對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;

(4)基材與被清洗材料之間完全熱傳導(dǎo);

(5)忽略溫度改變對(duì)于材料熱物性的影響;

(6)不考慮在加工時(shí)由于溫度過(guò)高導(dǎo)致材料表面出現(xiàn)變形對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

基于上述假設(shè),遵守能量守恒原則,列出材料的熱傳導(dǎo)微分方程:

(1)

不考慮材料的內(nèi)熱源,式(1)可以簡(jiǎn)化為:

(2)

在式(1)和(2)中,qm為單位體積在單位時(shí)間內(nèi)傳遞的能量(W·m-3)；τ為脈沖寬度(s)；λ為材料的熱導(dǎo)率(W·m-1·K-1)；c為材料熱容(J·kg-1·K-1)；ρ為材料密度(kg·m-3)。

在激光清洗中,由于光斑面積遠(yuǎn)小于鋁合金板的面積,因此該過(guò)程可以看成是個(gè)點(diǎn)熱源加熱半無(wú)限大的物體,其模型溫度變化[13-15]:

(3)

(4)

(5)

式中,ΔT為溫度上升值(K)；P為激光功率(W)；Q為功率密度(W/m2)；α為材料的導(dǎo)溫系數(shù)(m2/s)。

2.2 理論模型的建立

COMSOL Multiphysics軟件中,通過(guò)添加固體傳熱和變形幾何物理場(chǎng),對(duì)材料表面加載廣義熱通量的方式,采取瞬態(tài)分析可以對(duì)不同時(shí)間內(nèi)材料的不同位置進(jìn)行溫度場(chǎng)分析。根據(jù)上述方法建立了圖1 COMSOL有限元模型。圖1(a)為清洗漆層的模型示意圖,包括尺寸大小為3 mm×2 mm×0.5 mm的2219鋁合金基體,以及3 mm×2 mm×0.04 mm的環(huán)氧聚酰胺底漆層。為了提高模擬仿真的準(zhǔn)確性,需要對(duì)三維模型進(jìn)行合理的網(wǎng)格劃分,由于清洗過(guò)程主要是對(duì)油漆層進(jìn)行處理,因此使用細(xì)化網(wǎng)格對(duì)油漆層劃分,對(duì)于仿真結(jié)果影響較小的鋁合金基體采用是常規(guī)網(wǎng)格劃分。

圖1 COMSOL有限元模型Fig.1 Schematic diagram of COMSOL cleaning model

圖1(b)為經(jīng)典高斯脈沖熱源,熱源沿著X軸的正方向移動(dòng),下列表達(dá)式為熱源q與功率密度,以及時(shí)間位移關(guān)系:

(6)

式中,v為沿X軸掃描速度(m/s);R為光斑半徑(m)。

當(dāng)COMSOL軟件在進(jìn)行有限元分析時(shí),需要輸入相關(guān)材料的熱物性參數(shù),查閱相關(guān)資料[16-17]得到如表1所示的環(huán)氧聚酰胺漆層與2219鋁合金的熱物性參數(shù)表。

表1 環(huán)氧聚酰胺底漆和鋁合金的熱物性參數(shù)Tab.1 Thermophysical parameters of epoxy polyamide prime and 2219 aluminum alloy

2.3 溫度場(chǎng)仿真及其結(jié)果分析

2.3.1 不同搭接率下表面溫度場(chǎng)分布情況

下列為光斑搭接率η與掃描速度v,脈沖頻率f,光斑直徑D之間關(guān)系式[18]:

(7)

其中,頻率單位是Hz;光斑直徑單位是m。

為了方便后續(xù)處理,本模型設(shè)置環(huán)氧聚酰胺底漆面為XY平面,激光源初始位置為XY面的坐標(biāo)原點(diǎn),光源沿著X軸正方向以設(shè)置的掃描速度進(jìn)行移動(dòng)。求解器步長(zhǎng)設(shè)置為1/f,結(jié)束時(shí)間為3/v(s)。設(shè)置在室溫下,激光平均功率20 W,重復(fù)頻率25 kHz,光斑半徑50 μm時(shí),不同的光斑搭接率η溫度場(chǎng)分布情況。光斑搭接率為0,此時(shí)漆層表面的溫度場(chǎng)分布及清洗效果如圖2所示。圖2(a)為溫度場(chǎng)分布,圖中表面峰值溫度能夠達(dá)到700 K左右,但相鄰的兩個(gè)光斑并沒(méi)有重疊的部分,且沒(méi)有熱積累效應(yīng)。當(dāng)激光束向前移動(dòng)時(shí),相鄰光斑之間存在著一些間隙,由于油漆的熱傳導(dǎo)系數(shù)很小,所以表層產(chǎn)生的熱影響區(qū)很小,遠(yuǎn)離熱源的熱影響區(qū)溫度會(huì)逐漸地降低。圖2(b)為清洗效果的剖面圖,從圖中可以看出,當(dāng)搭接率為0%時(shí),雖然能夠清洗部分漆層,但是清洗深度未能達(dá)到基體表面,因此并不能完全清除漆層。

圖2 光斑搭接率為0%時(shí)表面溫度場(chǎng)分布及效果圖Fig.2 Surface temperature field distribution and effect when spot overlap rate is 0%

圖3為光斑搭接率為50 %的環(huán)氧聚酰胺漆層表面不同時(shí)刻溫度溫度場(chǎng)的分布。從圖中可以發(fā)現(xiàn)高斯脈沖熱源照射漆層表面時(shí),由于熱源擴(kuò)散路徑是由光斑中心向四周輻射,因此光斑中心區(qū)域的溫度最大,熱源沿著X軸方向以一個(gè)較快速度掃描時(shí),溫度場(chǎng)呈現(xiàn)拖尾狀分布,并且光斑會(huì)以一定的重疊率連接在一起。當(dāng)掃描速度為1250 mm/s,光斑搭接率50 %時(shí),相比較光斑搭接率0,熱積累效應(yīng)明顯,其表面峰值溫度可以達(dá)到開爾文溫度750 K以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)氧聚酰胺底漆的氣化溫度,因此表面的底漆能夠被有效地清除。

圖3 搭接率為50 %時(shí)不同時(shí)刻漆面溫度場(chǎng)分布Fig.3 Temperature distribution of paint surface at different time when the lap rate is 50 %

為了更好地探究激光清洗漆層的過(guò)程中搭接率對(duì)溫度場(chǎng)分布的影響,依次設(shè)置搭接率為30 %,40 %,60 %,70 %(對(duì)應(yīng)掃描速度分別為1750 mm/s,1500 mm/s,1000 mm/s,750 mm/s),并對(duì)其進(jìn)行有限元分析,圖4為不同搭接率下漆層溫度場(chǎng)分布情況。當(dāng)搭接率為30 %和40 %時(shí),相對(duì)于搭接率50 %其熱影響區(qū)范圍在進(jìn)一步減小,漆層表面峰值溫度雖然有所下降,但表面溫度均能夠達(dá)到清洗初始溫度。當(dāng)掃描速度1000 mm/s,光斑搭接率60 %時(shí),由于溫度較高,熱量在傳導(dǎo)的過(guò)程中會(huì)在激光掃描路徑上產(chǎn)生較大的熱影響區(qū)。搭接率為70 %時(shí),漆層表面峰值溫度進(jìn)一步升高,達(dá)到了820 K左右,在該參數(shù)下,油漆表面會(huì)在瞬間蒸發(fā),并且模型的整體溫度相較于搭接率30 %和40 %有了明顯上升。

圖4 不同搭接率溫度場(chǎng)分布Fig.4 Temperature field distribution of different lap rates

2.3.2 搭接率和能量密度對(duì)不同漆層厚度清洗效果的影響

由于模擬清洗的底漆層具有一定厚度,為了更好的分析清洗效果,需要探究Z方向(深度)溫度場(chǎng)情況,在COMSOL Multiphysics軟件中通過(guò)定義域點(diǎn)探針?lè)绞娇梢苑治霾煌釋由疃鹊臏囟葓?chǎng)分布。油漆層厚度為40 μm,定義漆面為0 μm所在面,每隔10 μm作為一層,沿著Z軸負(fù)方向依次為0 μm,10 μm,20 μm,30 μm,40 μm。

探針位置均設(shè)置在路徑的中點(diǎn),零時(shí)刻為光斑剛到達(dá)探針位置,激光平均功率為20 W,圖5為清洗過(guò)程中不同漆層厚度的溫度隨著時(shí)間的變化曲線。搭接率為40 %時(shí),雖然在0～30 μm深度層的溫度達(dá)到了氣化溫度,但是鋁合金基體表面溫度要小于環(huán)氧聚酰胺底漆氣化溫度,這說(shuō)明了在該參數(shù)下,漆層未能完全清除。搭接率為50 %,表面溫度遠(yuǎn)大于底漆氣化溫度(430 K左右),而油漆層與2219鋁合金基體結(jié)合面(深度為40 μm)的平均溫度在440 K左右,大于油漆氣化溫度,但是小于基材熔點(diǎn)溫度,這說(shuō)明在此參數(shù)下可以在不損傷到鋁合金基材的前提下,同時(shí)達(dá)到預(yù)定的清洗效果。搭接率為60 %時(shí),基體表面的溫度約超過(guò)了500 K,雖然能夠清除漆層,但是搭接率越大對(duì)應(yīng)的掃描速度越小,所以相對(duì)于搭接率50 %其清洗效率較低。

圖5 不同搭接率下對(duì)應(yīng)漆層深度溫度隨時(shí)間變化曲線圖Fig.5 Curve of temperature of the corresponding paint varies with time at different lap rates

當(dāng)搭接率η為70 %時(shí),當(dāng)脈沖作用到探針位置時(shí)溫度在極短時(shí)間內(nèi)迅速上升,表層峰值溫度達(dá)到了820 K以上,由于重疊率大于50 %,因此在當(dāng)下一個(gè)光斑到達(dá)時(shí),溫度還會(huì)繼續(xù)上升,之后溫度緩慢降低,從整體上看圖中整個(gè)漆層溫度都超過(guò)了油漆的沸點(diǎn)值,因此環(huán)氧聚酰胺漆層將會(huì)被清除。

激光光束是以脈沖的形式作用在漆層的表面,當(dāng)脈沖頻率為25 kHz時(shí),不同的能量密度決定了清洗效果的好壞,下列為能量密度的表達(dá)式[19]:

(8)

式中,E為單脈沖能量(mJ);φ為單脈沖能量密度(J/cm2)。

當(dāng)光斑半徑為50 μm,掃描速度1250 mm/s,探究能量密度對(duì)于漆層厚度溫度場(chǎng)分布影響,圖6為不同能量密度對(duì)于各漆層深度達(dá)到的最高溫度折線圖。從圖中可以看出,在已知參數(shù)下,當(dāng)能量密度大于7.64 J/cm2時(shí),各漆層深度溫度均大于氣化溫度,能夠有效地清除底漆。當(dāng)能量密度5.1 J/cm2時(shí),漆層深度40 μm的位置其最大溫度未能達(dá)到清洗初始溫度,因此該清洗過(guò)程并不能完全清除油漆,清洗結(jié)束時(shí)會(huì)在基體表面殘留部分的漆層。

圖6 不同能量密度下各漆層深度的最高溫度折線圖Fig.6 Broken line diagram of maximum temperature of each paint layer depth under different energy densities

2.3.3 能量密度對(duì)于燒蝕深度的影響

圖7為不同能量密度(5.1 J/cm2,7.64 J/cm2,10.19 J/cm2,22.94 J/cm2)二維橫截面燒蝕深圖。可以看出,能量密度為5.1～7.64 J/cm2時(shí),盡管燒蝕深度隨著能量密度的增大而增大,但是燒蝕深度均小于40μm,因此基體表面會(huì)殘存著部分油漆,當(dāng)能量密度為10.19 J/cm2,燒蝕的深度達(dá)到了40 μm,漆層基本上被清除。能量密度為22.94 J/cm2,其達(dá)到的最大溫度為888 K,遠(yuǎn)大于漆層的氣化溫度,同時(shí)溫度超過(guò)了2219鋁合金的初熔溫度(約為813 K),基體表面開始熔化,熔融狀態(tài)下的鋁合金流動(dòng)形成了深度約為54 μm的凹坑,此時(shí)基體會(huì)被破壞。

圖7 不同能量密度下燒蝕深度Fig.7 Ablation depth at different energy densities

3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

3.1 實(shí)驗(yàn)器材

在實(shí)驗(yàn)中所用2219鋁合金板的毛尺寸為100 mm×100 mm×3 mm,在進(jìn)行刷涂之前,將環(huán)氧聚酰胺鐵紅色底漆與固化劑按4∶1的比例混合,為了改善油漆的工藝性能,往油漆內(nèi)加入適量的稀釋劑。在進(jìn)行正式地涂刷之前需要對(duì)鋁合金進(jìn)行預(yù)處理,為了盡可能的保證鋁合金表面的清潔,使用酒精清洗其表面,待其表面干燥之后,然后在鋁合金板表面均勻刷涂厚度約為40 μm的漆層。清洗完成后使用德國(guó)Carl Zeiss公司生產(chǎn)Smart zoom 5超景深顯微鏡觀察材料表面形貌,其中清洗過(guò)程使用的PFL激光器采用24 V直流電源為其供電,其主要參數(shù)如表2所示。

表2 PFL激光的主要技術(shù)參數(shù)Tab.2 The main technical parameters of PFL laser

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中光斑半徑為50 μm,掃描速度1250 mm/s,重復(fù)頻率25 kHz,通過(guò)改變能量密度得到圖8不同能量密度清洗后的材料表面微觀形貌,能量密度為5.1 J/cm2時(shí),從圖中看出,大部分的漆層可以被清除,但是由于不同區(qū)域?qū)τ谄釋拥慕Y(jié)合力不同,因此仍然會(huì)有部分紅褐色底漆層殘留在表面。當(dāng)能量密度為7.64 J/cm2時(shí),在仿真模型里其燒蝕深度未能到達(dá)基體,在實(shí)際中雖然表面仍然存在著少量殘留物,但是漆層基本上能夠被清除,這是由于仿真模型只考慮了橫向搭接率,而清洗過(guò)程設(shè)置的掃描間距會(huì)對(duì)縱向重疊的部分進(jìn)行二次清洗。當(dāng)能量密度為10.19 J/cm2(對(duì)應(yīng)功率20 W),表面漆層被清除,激光束對(duì)于基體本身沒(méi)有明顯的燒蝕,因此在該參數(shù)下能夠有效地清除漆層。能量密度達(dá)到22.94 J/cm2,由于溫度超過(guò)了鋁合金初融溫度,基體被嚴(yán)重破壞,并且基體熔化產(chǎn)生的堆積物沿著光斑移動(dòng)路徑形成了很多的燒蝕凹坑,表面粗糙度激增,清洗效果變差。

(a)5.1 J/cm2

(b)7.64 J/cm2

(c)10.19 J/cm2

(d)22.94 J/cm2圖8 不同能量密度清洗材料表面微觀形貌Fig.8 Surface microstructure of materials cleaned with different energy densities

工業(yè)生產(chǎn)中通過(guò)涂漆處理可以防止鋁合金由于應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)而失效,當(dāng)激光清除完鋁合金表面舊漆,重新涂裝新漆過(guò)程中不同的表面粗糙度會(huì)影響漆層的防護(hù)作用。圖9為不同掃描速度清洗材料3D輪廓圖,圖10為不同搭接率清洗材料表面粗糙度曲線圖。結(jié)合圖9和圖10,當(dāng)激光功率為20W,搭接率為40 %,清洗結(jié)束后粗糙度Ra約為0.1148μm,表面較為光滑影響漆層對(duì)鋁合金表面的附著力,降低了漆層的防護(hù)作用。搭接率為50 %和60 %時(shí),材料表面的漆層被完全清除,其表面粗糙度Ra(分別為0.1568 μm和0.1724 μm)能夠滿足涂裝的工藝要求。當(dāng)搭接率70 %時(shí),從圖中看出基體燒蝕嚴(yán)重,表面有不少因材料熔化產(chǎn)生的凹坑,通過(guò)測(cè)量粗糙度Ra約為0.2442 μm,表面粗糙度過(guò)大不僅使得表面殘余應(yīng)力增大影響其使用性能,還會(huì)導(dǎo)致后期重新涂裝的效果不佳。

(a)η=40 %

(b)η=50 %

(c)η=60 %

(d)η=70 %圖9 不同搭接率清洗材料后三維輪廓圖Fig.9 3D profile of the surface of the material cleaned at different lap rates

圖10 不同搭接率清洗材料表面粗糙度曲線圖Fig.10 Surface roughness curves of cleaning materials with different lap rates

4 結(jié) 論

綜上所述:在COMSOL軟件中通過(guò)改變光斑搭接率和能量密度,探究了其對(duì)清洗過(guò)程中溫度場(chǎng)和燒蝕深度的影響,并利用激光儀器和檢測(cè)設(shè)備對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。

(1)仿真結(jié)果表明,在考慮到清洗效率的前提下,當(dāng)平均功率20 W,掃描速度為1250 mm/s(搭接率50 %)時(shí)其清洗效果最佳；能量密度為10.19 J/cm2時(shí),清洗的深度為40 μm,能夠清除漆層,且不會(huì)損壞鋁合金基體；能量密度為22.94 J/cm2燒蝕的深度為54 μm,基體遭到破壞。

(2)在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,激光功率為20 W,光斑搭接率40 %時(shí),由于基體表面的溫度未超過(guò)氣化溫度因此并不能將油漆層完全清除,并且清洗過(guò)后表面被氧化。搭接率為50 %和60 %時(shí),表層的漆層基本被清除,表面粗糙度能夠到達(dá)鋁合金涂漆工藝要求,搭接率70 %時(shí),由于產(chǎn)生的溫度超過(guò)了鋁合金的熔化溫度,在清洗底漆的過(guò)程中激光束會(huì)燒蝕基體,并在其表面產(chǎn)生凹坑,導(dǎo)致表面粗糙度增大影響油漆層對(duì)鋁合金防護(hù)作用。

(3)通過(guò)觀察清洗后的微觀形貌看出,當(dāng)掃描速度設(shè)置為1250 mm/s(重疊率為50 %)時(shí),能量密度在5.1～10.19 J/cm2的范圍內(nèi),隨著能量密度的增加清洗效果越來(lái)越好。當(dāng)能量密度達(dá)到22.94 J/cm2,基體被燒蝕的同時(shí)會(huì)沿著激光清洗的路徑上產(chǎn)生許多凹坑,清洗效果不佳。

本文中仿真結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的偏差來(lái)源主要有兩點(diǎn):①數(shù)值仿真是以燒蝕深度剛好達(dá)到漆層厚度為最優(yōu)結(jié)果,而通常實(shí)際實(shí)驗(yàn)中清除漆層最優(yōu)結(jié)果出現(xiàn)在燒蝕深度略大于漆層厚度；②設(shè)計(jì)仿真模型時(shí)光斑搭接率只考慮了橫向搭接率,并沒(méi)有考慮到縱向搭接率,但是在實(shí)際過(guò)程中掃描間距對(duì)于縱向搭接率會(huì)有影響。