摘要
蒙皮漆层对民机机身防腐和气动性改善具有重要作用。在服役过程中，光照辐射、温度变化、介质磨损等环境因素会加速蒙皮漆层粉化、开裂、脱落等失效行为发生，可能造成飞行事故征候，为此需要定期对民机蒙皮漆层进行检查和维修。传统维修除漆方法存在工序繁复、成本高昂和环境污染等诸多不足，因此，节能高效、成本低廉、绿色环保的激光除漆技术逐步得到了专家学者们的青睐。 本研究采用COMSOL Multiphysics软件建立了单脉冲及多脉冲激光烧蚀除漆数值模型，重点分析了不同纵向搭接率下多脉冲激光对复合漆层清洗效果的影响;采用高重频纳秒脉冲光纤激光器在同工艺下进行了激光除漆实验，利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和X射线光电子能谱仪（XPS）、高速相机等多种技术手段，对比分析了模拟和实验结果，阐明了不同纵向激光搭接率对复合漆层清洗效果的影响规律，揭示了烧蚀、热应力和等离子体清洗机制之间交互耦合作用特点。 结果表明，随着纵向搭接率的提高，烧蚀除漆行为逐渐增强。当纵向搭接率为0％时，面漆全部去除，底漆部分去除;当纵向搭接率为20％时，底漆进一步去除，部分区域氧化膜暴露;当纵向搭接率为40％时，仅剩少量底漆零星分布，氧化膜显露面积增加，部分区域基材受损。激光诱导等离子体对除漆过程产生的屏蔽作用使实验去除深度显著低于烧蚀数值模拟结果;等离子体冲击波（爆轰波）随激光辐照结束同步消失，存续等离子内核的叠加作用使清洗表面出现了间隔烧蚀凹坑现象。热应力除漆行为对漆层去除深度影响较小，但会诱发残余漆层及暴露氧化膜的开裂。烧蚀机制诱发了等离子体的形成，等离子体一方面通过冲击机制对漆层进行去除，另一方面通过屏蔽作用削弱烧蚀机制;烧蚀机制以及等离子冲击机制会共同诱发热应力清洗机制;在激光辐照区，烧蚀、热应力和等离子体冲击三种清洗机制交互耦合作用，在非激光辐照区，等离子体冲击及其诱发的二次烧蚀和热应力机制交互耦合作用。
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