RU2037342C1 - Method of cleaning surfaces of materials, device used - Google Patents

Method of cleaning surfaces of materials, device used Download PDF

Info

Publication number
RU2037342C1
RU2037342C1 SU904831318A SU4831318A RU2037342C1 RU 2037342 C1 RU2037342 C1 RU 2037342C1 SU 904831318 A SU904831318 A SU 904831318A SU 4831318 A SU4831318 A SU 4831318A RU 2037342 C1 RU2037342 C1 RU 2037342C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
optical
cleaning
laser light
range
Prior art date
Application number
SU904831318A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Букийон Жан-Пьер
Брессон Филип
Берже Юбер
Original Assignee
Ажанс Режьональ де Девелопман Текноложик
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR8900496A external-priority patent/FR2641718B1/en
Application filed by Ажанс Режьональ де Девелопман Текноложик filed Critical Ажанс Режьональ де Девелопман Текноложик
Application granted granted Critical
Publication of RU2037342C1 publication Critical patent/RU2037342C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: cleaning-surfaces technique. SUBSTANCE: peak power of laser source of light is regulated within 17 and 50 Mwt, pulse duration being between 10 and 30 m.per sec. Diameter of the beam of light of the laser source on the surface to be cleaned has to be chosen provided that the density of peak power on the area be in the range of 22 and 53 Mwt per sq. cm. The device under review has a laser, block of power supply, casing, laser beams, optic fiber, optic means for combining laser beams, optic means for regulating diameters. EFFECT: higher efficiency and reliability. 6 cl, 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способу очистки поверхности материалов, в частности таких, как камень, стекло, сталь, керамика, дерево, бумага или картон, и к устройству для осуществления этого способа с использованием импульсного лазера с короткими импульсами, пучок которого фокусируют на очищаемую поверхность. The invention relates to a method for cleaning the surface of materials, in particular, such as stone, glass, steel, ceramic, wood, paper or cardboard, and to a device for implementing this method using a pulsed laser with short pulses, the beam of which is focused on the surface being cleaned.

Известен способ очистки поверхности материалов, где на нее воздействуют лазерным источником света. A known method of cleaning the surface of materials, where it is affected by a laser light source.

Также известно устройство для очистки поверхности, содержащее лазер с блоком питания. A surface cleaning device comprising a laser with a power supply is also known.

Недостатком известных способа и устройства является невысокая эффективность очистки. A disadvantage of the known method and device is the low cleaning efficiency.

Целью изобретения является устранение данного недостатка. The aim of the invention is to eliminate this drawback.

Цель в части способа достигается тем, что регулируют пиковую мощность лазерного источника света в диапазоне 17-50 МВт, длительность импульсов последнего изменяют в интервале значений от 10 нс до 30 нс, а диаметр пучка света лазерного источника на очищаемую поверхность выбирают из условия получения на данной поверхности плотности пиковой мощности в диапазоне значений 22 63 МВт/см2, а также тем, что в качестве источника лазерного света используют лазер с переменной или согласованной частотой излучения, длину волны которой регулируют в непрерывном или дискретном режимах.The goal in terms of the method is achieved by regulating the peak power of the laser light source in the range of 17-50 MW, the duration of the pulses of the latter is changed in the range of values from 10 ns to 30 ns, and the diameter of the light beam of the laser source on the surface to be cleaned is selected from the conditions for obtaining this the surface of the peak power density in the range of 22 63 MW / cm 2 , as well as the fact that a laser with a variable or matched radiation frequency, the wavelength of which is controlled continuously, is used as a laser light source ohm or discrete modes.

На фиг. 1 показано устройство для осуществления способа согласно изобретению, которое может применяться, например, для очистки исторических памятников; на фиг. 2 вид в плане ручной детали устройства; на фиг.3 принципиальная оптическая схема системы оптического разделения лазерного пучка в устройстве. In FIG. 1 shows a device for implementing the method according to the invention, which can be used, for example, for cleaning historical monuments; in FIG. 2 view in plan of the manual part of the device; figure 3 is a schematic optical diagram of a system for optical separation of the laser beam in the device.

В устройстве, которое реализует способ, используется лазер с твердой усиливающей средой типа кристалла или иттриево-алюминиевого граната типа YAG-лазера на неодиме, работающий с модуляцией добротности и подающий, следовательно, импульсы, длительность которых может изменяться от 10 до 30 нс. Для создания условий работы согласно способу изобретения энергия импульса максимально равна примерно 500 мДж, а средний диаметр пучка, поступающего из указанного лазера, образует диаметр менее 10 мм на очищаемой поверхности. The device that implements the method uses a laser with a solid amplifying medium such as a crystal or yttrium-aluminum garnet such as a YAG neodymium YAG laser, operating with Q-switching and supplying, therefore, pulses whose duration can vary from 10 to 30 ns. To create working conditions according to the method of the invention, the pulse energy is at most equal to about 500 mJ, and the average diameter of the beam coming from the specified laser forms a diameter of less than 10 mm on the surface being cleaned.

Такой лазер имеет уменьшенные габариты порядка 1 м3, что является преимуществом для его транспортировки, а его питание энергией обычно обеспечивается от одного распределительного щита эквивалентных размеров. Потребление энергии составляет примерно 4 кВт в 1 ч в вышеуказанных условиях и с выбором частоты повторения импульсов, равной 30 Гц. Это позволяет соединять устройство с переносным блоком питания, в частности, который может использоваться на рабочей площадке при очистке предметов или сооружений, находящихся в загрязненной среде, таких, как статуи, исторические памятники иди другие предметы древности. Может предусматриваться очистка других более бытовых сооружений, но остается доказать ее экономический интерес.Such a laser has reduced dimensions of the order of 1 m 3 , which is an advantage for its transportation, and its energy supply is usually provided from one switchboard of equivalent dimensions. The energy consumption is approximately 4 kW per 1 h under the above conditions and with a pulse repetition rate of 30 Hz. This allows you to connect the device to a portable power supply, in particular, which can be used on the job site when cleaning objects or structures in a polluted environment, such as statues, historical monuments or other antiquities. Cleaning may be provided for other more domestic facilities, but it remains to prove its economic interest.

Выбор рабочей частоты лазера не имеет очень большого значения, но после исследований, выполненных в лабораторных условиях и на рабочей площадке, кажется, что частота, равная нескольким десяткам герц, позволяет получать наилучшие результаты: действительно этот частотный диапазон удовлетворительно пригоден для частного осуществления способа согласно изобретению, нижеприведенное описание которого показывает неограниченный пример относительно очистки сооружения во внешней среде. The choice of the operating frequency of the laser is not very important, but after studies performed in the laboratory and on the job site, it seems that a frequency of several tens of hertz allows you to get the best results: indeed, this frequency range is satisfactory for the private implementation of the method according to the invention , the description of which below shows an unlimited example regarding the cleaning of the structure in the external environment.

Так, например, согласно фиг.1 оператору поручается перемещение места фокусировки лазерного пучка на очищаемой поверхности предпочтительно с автоматизированным смещением типа оптической развертки, которая могла бы вызвать ряд повторяющихся дефектов вследствие пространственной неоднородности энергии в сечении лазерного пучка даже после его фокусировки на очищаемой поверхности. Однако отмечено, что автоматизированное смещение полезно в других областях применения способа согласно изобретению, в частности в промышленном контексте. So, for example, according to Fig. 1, the operator is instructed to move the focus of the laser beam on the surface being cleaned, preferably with an automated shift of the type of optical scan, which could cause a number of repeated defects due to spatial inhomogeneity of energy in the cross section of the laser beam even after focusing on the surface being cleaned. However, it is noted that automated displacement is useful in other applications of the method according to the invention, in particular in an industrial context.

Устройство согласно изобретению по фиг.1,2 и 3 приспособлено к надежному и эффективному использованию в ручном режиме и оно содержит, с одной стороны, механический комплект 1, содержащий лазер 2 и его блок 3 питания, с другой стороны, корпус 4, размещенный на траектории лазерного пучка 5, поступающего от указанного механического комплекта 1, и содержащий оптическую систему, предназначенную для разделения лазерного пучка 5 на несколько других лазерных пучков 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f и 5g, энергетически примерно равных между собой, причем указанные лазерные пучки 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f и 5g направляются в этом случае через комплект оптических волокон 6 к ручной детали 7, содержащей оптическое средство 8 для рекомбинации лазерных пучков 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f и 5g в один единый лазерный пучок 9 и оптическое средство 10 регулирования диаметра 11 указанного рекомбинированного лазерного пучка 9, причем это второе средство 10 образовано, например, афокальной оптической схемой 12, при этом указанная ручная деталь 7 имеет адекватный размер для легкого манипулирования оператором, осуществляющим очистку очищаемой поверхности. The device according to the invention according to figures 1, 2 and 3 is adapted for reliable and efficient use in manual mode and it contains, on the one hand, a mechanical kit 1 containing a laser 2 and its power supply 3, on the other hand, a housing 4 placed on the path of the laser beam 5 coming from the specified mechanical kit 1, and containing an optical system designed to separate the laser beam 5 into several other laser beams 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f and 5g, energetically approximately equal to each other, and these laser p In this case, the 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, and 5g segments are directed through a set of optical fibers 6 to a manual part 7 containing optical means 8 for recombining laser beams 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, and 5g to one single laser beam 9 and optical means 10 for regulating the diameter 11 of the indicated recombined laser beam 9, and this second means 10 is formed, for example, by an afocal optical circuit 12, while said hand piece 7 is of adequate size for easy manipulation by the operator cleaning the surface to be cleaned .

Таким образом, значительно повышается эффективность этой очистки, в обычных условиях очистки исторических памятников из камня имеется возможность полной реставрации поверхности в один квадратный метр за 1 ч, причем эту производительность следует сравнить с современной производительностью механических способов выброса порошкообразного кремнезема, максимально равной одному квадратному метру в день. Thus, the efficiency of this cleaning is significantly increased, under normal conditions of cleaning historical monuments from stone, it is possible to completely restore the surface of one square meter in 1 hour, and this performance should be compared with the modern productivity of mechanical methods for ejecting powdered silica, which is equal to one square meter per day.

Важным признаком устройства осуществления способа согласно изобретению является выбор оптических волокон 6, которые передают лазерные пучки 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f и 5g к ручной детали 7. Этот выбор тесно связан с выбором длительности лазерных импульсов, передаваемых по этим оптическим волокнам 6, фактически существует максимальный порог передачи в режиме "пиковой мощности" одного лазерного пучка для каждого типа волокон. Этим объясняется роль оптической системы разделения лазерного пучка 5 на несколько других пучков 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, и 5g. An important feature of the device for carrying out the method according to the invention is the choice of optical fibers 6 that transmit laser beams 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f and 5g to the manual part 7. This choice is closely related to the choice of the duration of the laser pulses transmitted through these optical fibers 6, in fact, there is a maximum “peak power” transmission threshold of one laser beam for each type of fiber. This explains the role of the optical system for dividing the laser beam 5 into several other beams 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, and 5g.

Предпочтительно оптические волокна, использованные для направления лазерных пучков 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f и 5g к ручной детали 7, имеют сердцевину ид двуокиси кремния и оболочку из двуокиси кремния или из твердого силикона. Этот выбор является единственно возможным в современных условиях наличия оптических волокон, по меньшей мере, что касается передачи пучков, имеющих большую пиковую мощность. Preferably, the optical fibers used to direct the laser beams 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, and 5g to the handpiece 7 have a silica core and a shell of silicon dioxide or solid silicone. This choice is the only one possible under the current conditions of the availability of optical fibers, at least as regards the transmission of beams having a high peak power.

Отмечено также, что выбирают длину оптических волокон примерно 30 м, что позволяет оператору работать на достаточном расстоянии от стационарных элементов устройства, осуществляющего способ согласно изобретению. It is also noted that the length of the optical fibers is chosen to be about 30 m, which allows the operator to work at a sufficient distance from the stationary elements of the device implementing the method according to the invention.

Наконец, предусматривается механическая защита оптических волокон посредством усиленной наружной оболочки 13, что позволяет использовать устройство на рабочей площадке. На фиг.2 показана струя 14 текучего агента. Finally, mechanical protection of the optical fibers is provided by means of a reinforced outer sheath 13, which allows the device to be used on a work site. Figure 2 shows the stream 14 of a fluid agent.

Кроме того, необходимо защитить все устройство от пыли, появляющейся в результате лазерной очистки, так, например вблизи очищаемой поверхности, то есть примерно на расстоянии в 20 см выходная оптическая сторона 15 ручной детали 7 подвергается воздействию пыли, поступающей в результате распыления поверхностного слоя загрязнения, находящегося на камне. Предусматривается непрерывное или дискретное удаление пыли с этой оптической стороны 15 путем размещения внутри или снаружи ручной детали 7 устройства, подающего струю 14 текучего агента, преимущественно воздуха. Это устройство питается от компрессора, причем связь компрессора с устройством подачи струи 14 преимущественно может обеспечиваться через трубу, защищенную оболочкой 13 усиления волокон 6. In addition, it is necessary to protect the entire device from dust arising from laser cleaning, for example, near a surface to be cleaned, that is, at a distance of about 20 cm, the output optical side 15 of the manual part 7 is exposed to dust coming from the spraying of the surface layer of contamination, located on the stone. The continuous or discrete removal of dust from this optical side 15 is envisaged by placing inside or outside the manual part 7 of the device supplying a stream 14 of a fluid agent, mainly air. This device is powered by a compressor, and the connection of the compressor with the jet feed device 14 can advantageously be provided through a pipe protected by a fiber reinforcement sheath 13.

Кроме того, корпус 4, содержащий оптическую систему разделения лазерного пучка 5 на несколько пучков 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f и 5g, предпочтительно является герметичным корпусом, в котором создается вакуум, это расположение позволяет эффективно защищать от пыли оптические элементы системы разделения пучка. Кроме того, он позволяет исключить пробои пыли на траектории указанного лазерного пучка 5. In addition, the housing 4, comprising an optical system for dividing the laser beam 5 into several beams 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f and 5g, is preferably a sealed housing in which a vacuum is created, this arrangement effectively protects the optical elements of the system from dust beam splitting. In addition, it eliminates the breakdown of dust on the trajectory of the specified laser beam 5.

Наконец, отмечают роль оптического средства 10 регулирования диаметра 11 рекомбинированного лазерного пучка 9, которое находится в корпусе ручной детали 7. Это оптическое средство 10, образованное, например, афокальной оптической схемой 12, содержащей одну собирающую линзу и одну рассеивающую линзу, позволяет, исходя из имеющейся одной и той же энергии лазерного пучка 9, получать переменную плотность пиковой мощности. Таким образом, оператор имеет возможность изменять эффективность очистки в зависимости от уровня загрязнения, который он отмечает на очищаемой поверхности, увеличивая диаметр 11 посредством наклона оптического средства 10, он непосредственно изменяет эту эффективность очистки. Finally, the role of optical means 10 for regulating the diameter 11 of the recombined laser beam 9, which is located in the body of the handpiece 7, is noted. This optical means 10, formed, for example, by an afocal optical circuit 12 containing one collecting lens and one scattering lens, allows available one and the same energy of the laser beam 9, to obtain a variable density of peak power. Thus, the operator is able to change the cleaning efficiency depending on the level of contamination that he marks on the surface being cleaned, increasing the diameter 11 by tilting the optical means 10, he directly changes this cleaning efficiency.

Согласно изобретению в устройстве, реализующем способ, используется лазер на красителе или лазер с твердой усиливающей средой типа лазера на сапфире с титаном или на александрите. Такие лазеры являются лазерами с изменяемой или pегулируемой частотой. Обычно лазер на красителе излучает в видимом спектре, от 500 до 720 нм в зависимости от использованного красителя, лазеры на сапфире с титаном излучают в диапазоне длины волны от 700 до 1100 нм. В соединении с удвоителем частоты, например типа хорошо известного удвоителя с использованием явления оптического двойного лучепреломления в материале посредством электрического поля, можно иметь переменный диапазон длины волны от 350 до 550 нм. Таким образом, можно, следовательно, после предварительного изучения соответствующих спектров поглощения очищаемого материала и загрязняющего материала, образующего слой на его поверхности, выбирать и регулировать длину волны передачи регулируемого лазера, использованного в целях получения оптимальных условий очистки, то есть сочетать наилучшую эффективность поглощения загрязняющего материала, не отказываясь от достаточно короткой длительности импульса, способной генерировать явление ударной волны, являющееся признаком способа изобретения. According to the invention, the device implementing the method uses a dye laser or a laser with a solid amplifying medium such as a sapphire laser with titanium or alexandrite. Such lasers are lasers with variable or adjustable frequency. Typically, a dye laser emits in the visible spectrum, from 500 to 720 nm, depending on the dye used, sapphire lasers with titanium emit in the wavelength range from 700 to 1100 nm. In conjunction with a frequency doubler, for example of the type of the well-known doubler using the optical birefringence phenomenon in a material by an electric field, it is possible to have a variable wavelength range from 350 to 550 nm. Thus, it is therefore possible, after a preliminary study of the corresponding absorption spectra of the material to be cleaned and the polluting material forming a layer on its surface, to select and adjust the transmission wavelength of the controlled laser used to obtain optimal cleaning conditions, i.e. to combine the best absorption efficiency of the polluting material without giving up a sufficiently short pulse duration capable of generating a shock wave phenomenon, which is a feature of the method and acquisitions.

Таким образом, можно использовать лазер на красителе в режиме свободной генерации, подающий в этом случае импульсы в несколько микросекунд, или с модуляцией добротности, причем в этом случае длительность импульсов составляет несколько наносекунд. Зато в случае лазеров с твердой усиливающей средой уже упомянутого типа длительность импульсов изменяется от 1 до 3 мкс в режиме свободной генерации и составляет несколько десятков наносекунд с модуляцией добротности (длительность, которую можно сравнить с длительностью импульса, подаваемого нерегулируемым лазером с твердой усиливающей средой типа ИАГ-лазера, работающего в том же режиме). Thus, it is possible to use a dye laser in the free-running mode, in this case delivering pulses in several microseconds, or with Q switching, in this case, the pulse duration is several nanoseconds. But in the case of lasers with a solid amplifying medium of the aforementioned type, the pulse duration varies from 1 to 3 μs in the free-running mode and amounts to several tens of nanoseconds with Q-switching (the duration, which can be compared with the duration of the pulse supplied by an unregulated laser with a solid amplifying medium of the YAG type laser working in the same mode).

Использование лазера с переменной или регулируемой частотой особенно интересно в случае, когда смешиваются спектры поглощения очищаемого нижележащего материала и загрязняющего материала, покрывающего его поверхность. В этой ситуации действительно существует опасность нарушения нижележащего материала, что создает трудноразрешимые проблемы, если не предусмотреть условия работы лазера, способные подавать импульсы, вызывающие ограниченный тепловой эффект на глубину их проникновения в ходе их взаимодействия с очищаемой поверхностью. Используя перестраиваемый лазер, всегда можно найти рабочий диапазон длины волны, выходящий за спектр поглощения нижележащего материала, при этом длина волны этого диапазона служит либо с начала обработки, если она правильно поглощается загрязняющим материалом, либо постепенно или полностью по мере улетучивания загрязненного поверхностного слоя. В этом последнем случае адекватное устройство контроля с обратной связью или без нее позволяет осуществлять это изменение длины волны лазерного пучка. The use of a laser with a variable or adjustable frequency is especially interesting when the absorption spectra of the cleaned underlying material and the contaminating material covering its surface are mixed. In this situation, there really is a danger of violation of the underlying material, which creates intractable problems if you do not provide for laser operating conditions that can deliver pulses that cause a limited thermal effect on the depth of their penetration during their interaction with the surface being cleaned. Using a tunable laser, one can always find the working wavelength range beyond the absorption spectrum of the underlying material, while the wavelength of this range serves either from the beginning of the treatment, if it is correctly absorbed by the polluting material, or gradually or completely as the contaminated surface layer disappears. In this latter case, an adequate control device with or without feedback allows this change in the wavelength of the laser beam.

Частное использование перестраиваемого лазера для осуществления способа согласно настоящему изобретению заключается в очистке трубчатых изделий в промышленном производстве, либо в ходе их изготовления, либо с целью их очистки после использования. В этих специфических условиях использование перестраиваемого лазера не ограничено и доказано, что YAG-лазер, работающий с модуляцией добротности в уже упомянутых условиях, также пригоден для работы. Кроме того, оказывается интересным использование лазеров, которые излучают в ультрафиолетовом режиме, в частности, вследствие обычно стекловидной структуры загрязняющего материала, подлежащего удалению с поверхности трубчатых изделий, согласно ниже приведенному описанию. The private use of a tunable laser to implement the method according to the present invention is to clean the tubular products in industrial production, either during their manufacture or for the purpose of cleaning them after use. Under these specific conditions, the use of a tunable laser is not limited and it has been proved that a Q-switched YAG laser under the conditions already mentioned is also suitable for operation. In addition, it turns out to be interesting to use lasers that emit in the ultraviolet mode, in particular, due to the usually glassy structure of the contaminating material to be removed from the surface of the tubular products, as described below.

Здесь речь идет об очистке, обезжиривании или в более общем плане об удалении смазывающих продуктов, таких как плавкое стекло или смазка, находящихся внутри или снаружи трубчатых изделий, поступающих, например, из фильеры или из оправки, затем расширенных или уменьшенных с помощью обычных известных средств. При их выходе из устройства формования, то есть из устройства ковки, трубы или трубчатые изделия поступают очень загрязненными, так как при их выполнении используются смазки. До настоящего времени известно удаление с трубчатых изделий смазочного покрытия посредством химических и/или механических средств типа внутренней и/или наружной дробеструйной обработки, такая операция необходима для некоторых последующих специфических обработок. This is about cleaning, degreasing, or more generally removing lubricating products, such as fused glass or grease, inside or outside of tubular products coming, for example, from a die or mandrel, then expanded or reduced by conventional known means . When they exit the molding device, that is, from the forging device, pipes or tubular products come in very contaminated, since lubricants are used in their implementation. Until now, it is known to remove a lubricant coating from tubular products by chemical and / or mechanical means such as internal and / or external shot blasting; this operation is necessary for some subsequent specific treatments.

Согласно предлагаемому изобретению смазывающий слой и слой остаточных окислов, имеющихся после ковки трубчатого изделия, удаляют посредством лазерного пучка, обрабатывающего по меньшей мере одну из внутренних или наружных поверхностей, при этом использующийся для этой цели лазер обладает всеми характеристиками, необходимыми для получения на поверхности твердого нижележащего материала, например, из стали ударной волны, отделяющей указанные слои, причем указанный лазер является перестраиваемым или неперестраиваемым лазером, что касается его частоты излучения. According to the invention, the lubricating layer and the layer of residual oxides present after forging the tubular product are removed by means of a laser beam processing at least one of the inner or outer surfaces, while the laser used for this purpose has all the characteristics necessary to obtain a solid underlying surface material, for example, from steel of a shock wave separating these layers, said laser being a tunable or non-tunable laser, which tsya its emission frequency.

Таким же образом после установки в промышленной атмосфере трубы, загрязненной отложениями или подверженной агрессивным условиях использования, например, на теплоэлектростанциях, можно очищать эту трубу таким же способом. В этом случае осуществление изобретения требует подачи лазерного пучка в выбранную зону взаимодействия, и в этом случае понятны все преимущества подачи этого пучка с помощью по меньшей мере одного оптического волокна в соответствии с вышеописанными в тексте сведениями согласно настоящему изобретению. В этой связи следует отметить, что использование перестраиваемого лазера может значительно упростить осуществление способа очистки. Действительно, учитывая, что в этом случае можно получить наилучшее соответствие между длиной волны использующегося лазера и соответствующими спектрами поглощения очищаемого нижележащего материала и загрязняющего материала, покрывающего его поверхность, можно использовать лазер с наименьшими затратами энергии, что облегчает передачу энергии по оптическим волокнам, и даже использовать только одно оптическое волокно или же еще использовать другой тип волокна, отличный от волокна из кремнезема или из твердого силикона. In the same way, after installing a pipe in an industrial atmosphere contaminated by deposits or subject to aggressive conditions of use, for example, at thermal power plants, it is possible to clean this pipe in the same way. In this case, the implementation of the invention requires the supply of a laser beam in the selected interaction zone, and in this case, all the advantages of supplying this beam using at least one optical fiber in accordance with the above described information according to the present invention are clear. In this regard, it should be noted that the use of a tunable laser can greatly simplify the implementation of the cleaning method. Indeed, taking into account that in this case it is possible to obtain the best correspondence between the wavelength of the laser used and the corresponding absorption spectra of the cleaned underlying material and the polluting material covering its surface, it is possible to use a laser with the least energy consumption, which facilitates the transfer of energy through optical fibers, and even use only one optical fiber, or else use a different type of fiber other than silica or solid silicone fiber.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность очистки. The use of the invention improves the cleaning efficiency.

Claims (8)

1. Способ очистки поверхности материалов путем воздействия на нее лазерным источником света, отличающийся тем, что пиковую мощность лазерного источника света регулируют в диапазоне 17 50 МВт, длительность импульсов последнего изменяют в интервале значений от 10 до 30 нс, а диаметр пучка света лазерного источника света на очищаемую поверхность выбирают из условия получения на данной поверхности плоскости пиковой мощности в диапазоне значений 22 63 МВт/см2.1. The method of cleaning the surface of materials by exposing it to a laser light source, characterized in that the peak power of the laser light source is controlled in the range of 17 50 MW, the pulse duration of the latter is changed in the range from 10 to 30 ns, and the diameter of the light beam of the laser light source the surface to be cleaned is selected from the condition of obtaining a peak power plane on this surface in the range of 22 63 MW / cm 2 . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве лазерного источника используют лазер с переменной или согласованной частотой излучения, длинну волны которого регулируют в непрерывном или дискретном режиме. 2. The method according to p. 1, characterized in that the laser source uses a laser with a variable or consistent radiation frequency, the wavelength of which is regulated in continuous or discrete mode. 3. Устройство для очистки поверхности материалов, содержащее лазер с блоком питания, отличающееся тем, что оно снабжено последовательно установленными оптической системой разделения основного лазерного пучка света на энергетически равные лазерные пучки света, оптическими волокнами, оптическим средством для рекомбинации лазерных пучков света и обтическим регулятором диаметра рекомбинированного лазерного пучка света, выполненным по афокальной оптической схеме. 3. Device for cleaning the surface of materials containing a laser with a power supply, characterized in that it is equipped with a sequentially installed optical system for separating the main laser light beam into energy equal laser light beams, optical fibers, optical means for recombination of laser light beams and an optical diameter regulator recombined laser light beam made by afocal optical design. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оптическая система разделения основного лазерного пучка света на энергетически равные лазерные пучки света размещена в герметичном корпусе в условиях ваакума. 4. The device according to p. 3, characterized in that the optical system for separating the main laser beam of light into energy equal laser beams of light is placed in a sealed enclosure in a vacuum environment. 5. Устройство по п. 3, отличающийся тем, что лазер выполнен в виде лазера на красителе. 5. The device according to p. 3, characterized in that the laser is made in the form of a dye laser. 6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что лазер выполнен по схеме лазера с твердой усиливающей средой, функционирующего в режиме переменной или согласованной частоты излучения. 6. The device according to p. 3, characterized in that the laser is made according to the scheme of a laser with a solid amplifying medium, operating in the variable or matched radiation frequency mode. 7. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что лазер выполнен по схеме лазера с твердой усиливающей средой типа кристалла или иттриево-алюминиевого граната типа УА G-лазера на ниодиме. 7. The device according to p. 3, characterized in that the laser is made according to the scheme of a laser with a solid amplifying medium such as a crystal or yttrium-aluminum garnet type UA G-laser on Nd. 8. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что лазер выполнен на эксимерах. 8. The device according to p. 3, characterized in that the laser is made on excimers.
SU904831318A 1989-01-17 1990-09-17 Method of cleaning surfaces of materials, device used RU2037342C1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8900496 1989-01-17
FR8900496A FR2641718B1 (en) 1989-01-17 1989-01-17 METHOD FOR CLEANING THE SURFACE OF SOLID MATERIALS AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD, USING A PULSE PULSE LASER, SHORT PULSES, OF WHICH THE BEAM FOCUSES ON THE SURFACE TO BE CLEANED
PCT/FR1990/000037 WO1990007988A1 (en) 1989-01-17 1990-01-17 Method for cleaning a surface with a laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2037342C1 true RU2037342C1 (en) 1995-06-19

Family

ID=26227113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904831318A RU2037342C1 (en) 1989-01-17 1990-09-17 Method of cleaning surfaces of materials, device used

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2037342C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2607736C2 (en) * 2015-05-26 2017-01-10 Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" (АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ") Method for laser separation of rubber and polymer coatings
RU2668641C1 (en) * 2017-08-14 2018-10-02 Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") Method of laser-arc welding of steel formulated pipe stock
RU2739195C1 (en) * 2020-04-07 2020-12-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтц Тонкопленочных Технологий В Энергетике" Vacuum sputtering plant with pallet laser cleaning system (embodiments)
RU206647U1 (en) * 2020-12-28 2021-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ПОККЕЛЬС" LASER CLEANING DEVICE
CN116441244A (en) * 2023-03-28 2023-07-18 中建三局第一建设工程有限责任公司 Laser cleaning robot control method based on machine vision

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка Франции N 2300632, кл. B 21B 45/04, 1976. *
Патент США N 4756765, кл. B 08B 7/00, 1988. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2607736C2 (en) * 2015-05-26 2017-01-10 Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" (АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ") Method for laser separation of rubber and polymer coatings
RU2668641C1 (en) * 2017-08-14 2018-10-02 Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") Method of laser-arc welding of steel formulated pipe stock
RU2739195C1 (en) * 2020-04-07 2020-12-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтц Тонкопленочных Технологий В Энергетике" Vacuum sputtering plant with pallet laser cleaning system (embodiments)
RU206647U1 (en) * 2020-12-28 2021-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ПОККЕЛЬС" LASER CLEANING DEVICE
CN116441244A (en) * 2023-03-28 2023-07-18 中建三局第一建设工程有限责任公司 Laser cleaning robot control method based on machine vision
CN116441244B (en) * 2023-03-28 2023-10-27 中建三局第一建设工程有限责任公司 Laser cleaning robot control method based on machine vision

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5151134A (en) Method and a device for cleaning a surface with a laser
US5780806A (en) Laser ablation system, and method of decontaminating surfaces
US5986234A (en) High removal rate laser-based coating removal system
US6693255B2 (en) Laser ablation cleaning
CA1198482A (en) Laser decontamination method
US6231567B1 (en) Material remover and method
US20140065575A1 (en) Method and apparatus for treatment of solid material including hard tissue
US20090224178A1 (en) Method and device for laser ablation of a surface coating from a wall, such as a coat of paint in a nuclear plant
US6818854B2 (en) Laser peening with fiber optic delivery
Schweizer et al. Industrial 2-kW TEA CO2 laser for paint stripping of aircraft
RU2037342C1 (en) Method of cleaning surfaces of materials, device used
JP2002301439A (en) Portable laser cleaning equipment
Margheri et al. SMART CLEAN: A new laser system with improved emission characteristics and transmission through long optical fibres
JP2615362B2 (en) Method and apparatus for removing surface deposits by laser
CN207271721U (en) A kind of hand-held laser cleaning machine
JP2007514531A (en) Surface cleaning method and apparatus using laser beam
TW201356B (en)
CN100584966C (en) Single head laser high throughput laser shock peening
Dausinger et al. Introduction to femtosecond technology
Zhou et al. Estimation of laser ablation surface cleaning efficiency
Boquillon et al. Principle of surface cleaning by laser impact
Milijanic et al. Possibilities of a metal surface radioactive decontamination using a pulsed CO2 laser
Gurvich et al. Rock processing with CO2 laser radiation
Mueller et al. New alternative for laser lithotropsy-long pulse passively q-switched solid-state laser with fiber-based resonator
O'Neill et al. Mixed wavelength processing