脉冲激光清洗绝缘子污秽的振动与烧蚀机制分析
Applied Laser（2023）
摘要
脉冲激光清洗绝缘子表面污秽时,作用机制主要有振动和烧蚀两种机制,但不同激光参数下实际的作用机制会有所差异.通过COMSOL建立热-应力耦合有限元模型模拟温度场和应力场,探究脉冲激光扫描一个周期脉冲功率不同时的振动和烧蚀机制及其清洗效果,并通过激光清洗试验,验证仿真结果的可行性.仿真结果表明,振动与烧蚀机制共同作用的污秽去除阈值约为123 W,振动量与烧蚀量都随着脉冲功率的增大而增大,在150 W时清洗深度为污秽厚度的40％,在200 W时清洗深度达到污秽厚度的92％;在250 W时清洗机制达到临界状态,清洗深度达到污秽厚度的100％;大于250 W后为烧蚀机制主导,以300 W为例,绝缘子有明显损坏.试验结果表明,在设备功率为200 W时,脉冲激光对绝缘子表面污秽有明显的去除效果,表面污秽向外喷溅,并伴随明显烧蚀现象;绝缘子基底只有少量污秽残留,未见损伤.
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