학술논문
基于LIBS光谱与成分分析的飞机蒙皮激光除漆可控性研究 / Research on the Controllability of Aircraft Skin Laser Paint Remove Based on Laser-Induced Breakdown Spectrum and Composition Analysis
Document Type
Academic Journal
Author
杨文锋; 钱自然; 曹宇; 魏桂明; 朱德华; 王峰; 付婵媛; YANG Wen-feng; QIAN Zi-ran; CAO Yu; WEI Gui-ming; ZHU De-hua; WANG Feng; FU Chan-yuan
Source
光谱学与光谱分析 / Spectroscopy and Spectral Analysis. 41(10):3233-3239
Subject
Language
Chinese
ISSN
1000-0593
Abstract
激光除漆作为激光清洗技术的分支,有望替代传统打磨及化学除漆工艺,实现飞机蒙皮表面漆层的可控清除,但除漆过程及质量的可控性依赖于有效的原位、在线监测技术.针对飞机铝合金蒙皮表面多漆层结构,采用L IB S技术对不同漆层、不同厚度时漆层特征元素进行光谱与成分分析,在信号解译基础上建立漆层去除层数、去除厚度与L IBS光谱变化的内在关联,实现除漆过程质量的实时监测与反馈控制.结果表明,分层除漆过程中面漆、底漆完全清除后,漆层特征元素(Fe,Ti)的光谱峰消失.LIBS监测到面漆的特征元素Fe在501.4941和521.5179 nm处FeⅠ的光谱特征峰消失时,判定面漆完全清除.监测到底漆特征元素T i在498.1730,499.1070和521.0390 nm处T iⅠ的光谱特征峰消失时,判定底漆完全清除.厚度除漆时,随漆层厚度降低或激光脉冲作用次数增加,漆层特征元素(Ca)的光谱峰强相应降低,至漆层厚度为0时(完全去除),漆层特征元素光谱峰消失,同时基体特征元素(Al)光谱峰出现.LIBS监测616.2170,643.9070和422.6730 nm处CaⅠ的光谱信号强度变化能够监测激光除漆时剩余漆层厚度,实现对激光除漆厚度的可控清除监测.另外,结合EDS与SEM测试分析,验证了LIBS用于飞机蒙皮激光除漆过程与效果监测、分层与厚度控制的可行性,表明在不损伤基体氧化层的前提下,通过监测对应波长位置的面漆、底漆特征元素光谱与成分变化规律能够实现激光分层可控、厚度可控除漆.