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    激光切割在土木工程领域的应用

    来源:www.sxbaoming.com 编辑者:陕西宝铭工贸有限公司 发布日期:【2019-11-28】

      在土木工程领域,激光加工建材的研究已经进行了40年,但是进展非常缓慢,原因是:激光切割机加工成本太高。这一领域对激光输出功率的要求太高,因为一般来说,混凝土和其他建筑材料都非常厚和大。上世纪90年代末以来,几千瓦激光的巨大进步,重新点燃了土木工程领域研究激光加工建材的热情。

      表面层的蒸发可以通过聚焦高功率激光束扫描混凝土表面来实现,但此时的功率密度必须足够高,至少要达到几千瓦/平方厘米的量级。在层裂过程中,只需要非聚焦激光束,功率密度较低,约为200-300瓦/平方厘米。在后一种情况下,混凝土表面下的水会瞬间蒸发产生内应力,从而引起表层的分层和剥落。采用水泥散裂法去除表层的缺点是,这种方法不稳定,只能作为第一步操作。用激光反复扫描层裂区几乎不可能产生进一步的层裂。因此,这种方法只能有效地去除2-3mm的浅表层。去除表层的第三种方法是使用激光熔化和热降解表面附近的混凝土。固化后的玻璃层及其下的热降解层非常脆弱,易于机械去除。可重复激光熔化和机械去除,直至去除厚度满足要求。
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      表面粗化:用激光对建筑物的花岗岩表面进行划痕和粗化。十多年前在日本就已经有了。人们试图用它来代替传统的方法。与火焰粗化法相比,激光划痕法的优点是不易损伤表面下的材料,不易影响强度,不易损伤石材边缘。

      激光去污:许多国家正在研究利用激光去除混凝土工程表面和核实施地面污染层的可行性。一般情况下,污染仅存在于地表附近,混凝土不受污染。清除受污染的表层(通常只有几毫米厚)将大大减少核设施报废时要处理的混凝土体积。激光去污的优点是:易于实现远程控制操作,可将污染区工人的工作时间缩短到最短,减少二次污染废物的产生,减少设备污染。有几种激光表面去除技术:蒸发、层裂和热降解。

      激光上釉:天然石材及制品的激光上釉技术是上世纪90年代初发展起来的,主要用于墙板。表面层被低功率密度的散焦光束熔化,并且可以通过添加金属离子来添加颜色。在天然石材的情况下,卤水中的金属离子可以在激光处理前通过刷子或其他方法涂到产品表面。在水泥制品的情况下,在浇注之前,可以向石膏或混凝土混合物中加入少量的金属氧化物粉末。当表面被激光熔化时,玻璃层被一层与金属离子或氧化物对应的颜色覆盖。激光上釉的优点是通过改变激光加工参数可以方便地调整图案或颜色深度。

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