2022年7月6-8日
上海新国际博览中心 N1-N3馆

【检测设备】合金鉴定需要这款神器——手持光谱仪

合金材质的鉴定,已经成为企业质量管理流程(PMI)中不可或缺的一个环节。

在铝合金行业,已经有部分客户用上了一种新颖的手持光谱仪来对铝锭、型材甚至薄板材进行材质分析,判断牌号是否准确,元素含量是否达标,这就是手持激光诱导击穿光谱仪——近两年崛起的新兴技术。

激光诱导击穿光谱,简称LIBS,由1962年美国Brech发表的第一篇LIBS论文标志它的诞生,至今已经有58年的发展历史。LIBS技术由于不需要样品准备、无损、快速、原位、多元素分析功能,被称为是“未来的化学分析之星”。

对来料进行材质鉴定

 

手持激光诱导击穿光谱仪的市场应用覆盖金属回收、工业制造、机械、汽车、航空、航天、船舶、冶金、轻工、石油化工、能源环境、采矿探矿、食药安全、医疗健康和刑侦公安等行业。

左:工人对铝焊条牌号进行检测                

右:加工前对铝合金进行材质复核

下面我们介绍一下其在铝合金行业的几个应用案例:

◆◆1、铝合金熔炼前的原料分类◆◆

通常较大的铝合金生产及加工企业都有熔炼设备,他们会按照客户或生产的要求,将原铝以及回收的铝合金再加上其它元素熔炼成所需的合金。采用的原料成分越接近要生产的合金牌号,熔炼成本越低。这时所需投料的较贵的纯铜、纯铝、或纯镁使用量会降低,熔炼时间、保温时间也可以缩短(节约能量)。这就需要有一个可以在现场快速进行成分分析以及牌号识别的工具帮助进行原料的分类。

 

美国铝业(Alcoa)购买的手持LIBS合金分析仪主要用于熔炼前铝合金边角料的分类。美国铝业为福特汽车厂生产的 F-150 猛禽皮卡主要供应 4 种铝合金:6022, 6111, 5182, 5754。福特工厂冲压后的铝合金边角料会被美国铝业回收,并作为原料进行再熔炼。因此,美国铝业在生产6000系列铝合金时会使用手持LIBS光谱仪将 6000 系列铝合金的边角料分拣出来加入熔炼炉中以节省原料,同样在生产 5000系列铝合金时也会用手持LIBS光谱仪挑选出5000 系列铝合金的边角料来进行熔炼,以减少纯镁及其它纯元素的投料量

◆◆2、铝合金加工企业的原料(例如铝锭)入厂快速质检/确认(质量检验)◆◆

铝合金加工企业通常会买铝锭/铝板作为原料,目前只能依赖卖方提供的检验报告或者将材料制样后送实验室通过OES(火花直读光谱仪)进行检验,但OES测试较为不便且对薄板材无法检测,曾有材料商误将1060(镁Mg:0.03、锰Mn≤0.05)铝板当成3004(镁Mg:0.8~1.3、锰Mn 1.0~1.5)铝板销售给客户后将其作为结构用途导致了严重质量事故。而如果工厂配备一台手持LIBS光谱仪,那就可以轻松分辨出1系或者3系的铝板,并可以将Mg、Mn等主要元素的含量进行精确的定量分析

现场对铝板进行检测

苏州星帆华镭光电科技有限公司携手国内外激光、光谱及算法领域的专家研发的手持式激光诱导击穿光谱仪(Laser Induced Breakdown Spectroscopy)属于工业用高精密测试仪器,属于国内首创产品。截至2019年底,星帆研发团队在核心创始人的带领下,顺利完成了手持LIBS光谱仪项目的前期研发工作,性能参数已经完全满足工业产品的要求,目前销量领先。作为国内技术领先且具备完全自主知识产权的手持LIBS设备,星帆仪器研发的手持式激光诱导击穿光谱仪打破了高端测试设备领域被国外品牌垄断的局面,填补了国内在激光原子光谱技术领域的空白。