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通过分析和定位声发射信号评估干冰喷射过程中的剥落状态-行业动态

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-03-02 22:15:48 * 浏览: 1
摘要干冰喷射是一种相对较新的清洁和去除涂层的方法,该方法的特点是喷射介质的特性。在-78.5°C的温度下,使用的二氧化碳强而有韧性,在喷砂过程中几乎达到声速,并在撞击涂层时完全升华。去除层后,清洁最常见的干冰喷射应用。干冰喷射过程在去除层的过程中的一个特殊优势是,没有喷射残留物,并且不会损坏基材材料(例如金属),因为干冰喷射没有研磨作用。除了由于结构材料和涂层之间的近表面冷却所引起的高温差导致的颗粒诱导应力的动能外,还涉及相关的Abtragmechanismen。该过程的这些特殊功能和相关好处导致在某些领域建立了该过程。迄今为止,有关消融机制与材料性能之间相互作用的基础知识的普及不足已成为该技术进一步普及的障碍。因此,在由DFG资助的研究项目中,对过程机制的详细描述扩大了应用范围并提高了过程效率。为了监测过程并评估表面状况或剥离质量,使用了声发射分析。由于要去除的干冰颗粒和基材的冲击行为不同,因此可以控制剥离或目标加工。由于可以通过成熟度分析来分析兆赫兹的极高采样率范围,以分析现有噪声的位置,因此Entschichtungszustandes在组件表面的分布。为了使用多个传感器提高去除率,可以将干冰喷射与激光结合使用。一方面,由激光束引入的热能增加了热冲击效应,另一方面,它常常导致材料的强度降低。如果干冰质量流中断,则必须自动关闭激光器,否则可能会导致过热并损坏组件。因此,干冰喷嘴上的附加传感器允许控制干冰质量流量以及干冰质量。 1.引言干冰喷射是一个相对较新的清洁和消融工艺。该过程的特征在于喷雾介质的特性。在喷砂过程中,所使用的固体二氧化碳具有延性和升华性。该过程的这些特殊功能和相关好处导致在某些领域建立了该过程。迄今为止,对消融机制与材料性能之间相互作用的了解不足,阻止了该技术的进一步普及,从而排除了迄今为止的系统方法。借助于声发射分析,可以证明两种不同类型的过程监控是可能的。一方面,直接适用于喷嘴的传感器可以检测颗粒与喷嘴内部轮廓的碰撞。这样可以监控干冰的质量流量,这对于自动化工厂操作尤为重要。另外,这种分析方法可用于评估喷嘴质量,因为在许多碰撞中,颗粒的动能会降低,因此去除率会降低。用于过程监视的另一种可能性是使用放置在工件上的四个声发射换能器。通过评估粒子撞击时信号之间的传输时间差异,可以确定它们的位置。除了确定用于评估清除状态的事件的强度和频率外,还可以实现位置分配。 1.1干冰喷射原理干冰是固态的二氧化碳(CO2)。商业上,CO2也称为碳酸。压力和温度决定了碳酸的物质状态(固态,液态或气态)(图1)。术语“干燥”是指在不熔化(0.1013 MPa)的标准条件下直接升华的特性。二氧化碳的三相点在压力p = 0.516MPa和温度T = 216.6K时。对于较小的温度和压力值,没有液相。在标准压力(0.1013 MPa)下,干冰的温度为T = 194.65K [1]。喷射干冰颗粒时,会引入固体二氧化碳被吹入以干冰喷射的辅助压缩空气射流,这将加速拉瓦尔喷嘴并突出到要清洁或去除的表面上。传统的抛丸清理机可以在高达1.6 MPa的压力下运行。文献中已知的作用机理如图1所示。除了由于组件表面和干冰之间的高温差而作用于降水的应力动能以外,还涉及相应的Abtragmechanismen。颗粒的动能可以直接受到喷射压力和喷嘴几何形状的影响。但是,由于上述p值= 0.316MPa的三相点,因此无法进一步完全提高喷射压力,因此固体二氧化碳进入液相,因此在输送期间粒径减小。但是,为了提高处理效率,会产生热效应。特别是,高质量的涂层(例如许多粉末涂层)只能通过以低去除速率喷射进行干冰去除。对于某些有机和大量的陶瓷或金属层,无法去除干冰喷射[2]。干激光喷射和热源由所产生的激光支撑。首先,去除率通常会显着提高,但是在其他应用中材料的额外加热仅允许去除[3]。