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0 图4300 W 激光清洗后

304 不锈钢试样表面形貌(a)及成份分析(b). Fig.

4 Morphology (a) and composition analysis (b) of

304 stainless steel sample after laser cleaning at

300 W. (a) 1.00 3.00 6.00 7.00 8.00 0.0 0.8 1.6 2.3 3.1 KCnt Energy/keV Element Wt/% At/% OK 21.27 48.28 SiK 00.52 00.68 CrK 10.87 07.59 FeK 56.95 37.03 NiK 10.38 06.42 Matrix Correction ZAF (b) 2.00 4.00 5.00 3.9

0 O Fe Ni Si Cr Ni Fe OEE | Advances

2017 年,第44 卷,第12 期1220? 图5为300 W 激光清洗后不锈钢表面的三维形貌 图.由图

5 可知,不锈钢表面氧化层在激光清洗后厚 度减薄,表面粗糙度也有所降低.根据白光干涉仪测 试结果,不锈钢表面氧化层激光清洗前粗糙度 Ra 值为3.44 μm,在300 W 激光清洗下,不锈钢表面氧化 层的粗糙度降为 1.02 μm. 不锈钢表面氧化层经过激光 清洗后厚度下降

17 μm 左右,而且表面粗糙不平,如图6样品的轮廓线结果所示.结果说明激光清洗没有 达到较好的效果. 3.2

400 W 功率时激光清洗效果 图7为304 不锈钢氧化层在

400 W 激光功率清洗 后的表面形貌及成分分析.由图 7(a)可知,不锈钢表 面经过激光清洗后,表面由粗糙变为光滑,氧化物块 状物减少.此时不锈钢表面成分由之前的 O、Fe 元素 转变为 O、 Fe 及Cr 元素, 原子数百分比分别为 57.72%、 22.76%及15.07%,见图 7(b),说明表层的氧化物已经 几乎被清洗掉,露出次表层. 图8为400 W 激光清洗后不锈钢表面的三维形貌 图.根据白光干涉仪测试结果,400 W 激光清洗后, 不锈钢表面 Ra 值下降到 0.38 μm.图9为不锈钢试样 激光清洗后的表面轮廓线.由图可知,激光清洗的厚 度在

40 μm 左右,而且清洗后的表面轮廓比较平整, 波动较小,说明此时激光清洗效果良好. 3.3

500 W 功率时激光清洗效果 图10 为304 不锈钢氧化层在

500 W 激光功率清洗 后的表面形貌及成分分析.由图 10(a)可知,激光清洗 后表面较

400 W 时,块状氧化物有所增多,表面粗糙 不平.根据图 10(b)的成分分析,发现此时 Cr 元素原 子百分比进一步增加,达到 19.30%,说明激光清洗已 经将不锈钢表面氧化物清洗干净,并清洗部分基体. 图11 为500 W 激光清洗后不锈钢表面的三维形 貌图.根据白光干涉仪测试结果,500 W 下激光清洗 图5300 W 激光清洗后

304 不锈钢试 样的表面三维形貌. Fig.

5 3D morphology of

304 stainless steel after laser cleaning at

300 W. 图6300 W 激光清洗后

304 不锈钢试 样的表面轮廓线. Fig.

6 Outline of

304 stainless steel after laser cleaning at

300 W. Distance/mm

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 -0.025 -0.015 -0.020 -0.010 0.000 -0.005 Height/mm 15.771 ?m -19.459 ?m 图7400 W 激光清洗后

304 不锈钢试样的表面形貌(a)及成份分析(b). Fig.

7 Morphology (a) and composition analysis (b) of

304 stainless steel sample after laser cleaning at

400 W. (a) 1.00 3.00 6.00 7.00 8.00 0.0 0.7 1.3 2.0 2.7 KCnt Energy/keV Element Wt/% At/% OK 28.51 57.72 CrK 24.18 15.07 FeK 39.23 22.76 NiK 08.08 04.46 Matrix Correction ZAF (b) 2.00 4.00 5.00 3.3

0 O Fe Ni Cr Ni Fe DOI: 10.3969/j.issn.1003-501X.2017.12.010 OEE | Advances 1221? 后, 不锈钢表面 Ra 值下降到 0.64 μm. 图12 为不锈钢 试样激光清洗后的表面轮廓线.由图可知,激光清洗 的厚度在

50 μm 左右, 与400 W 相比, 厚度有所增加, 但是表面粗糙度较高,凹凸不平.根据分析结果说明 此时激光清洗厚度较深, 但是效果较