激光天地導(dǎo)讀：

上世紀(jì)60年代，激光被發(fā)明。八十年代，激光清洗技術(shù)開始出現(xiàn)，近四十年以來，激光清洗技術(shù)發(fā)展迅猛。在當(dāng)今的工業(yè)生產(chǎn)及材料科學(xué)領(lǐng)域，激光清洗技術(shù)更是不可或缺。

激光清洗：激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染物層所吸收。大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體（高度電離的不穩(wěn)定氣體），產(chǎn)生沖擊波。沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。

激光清洗的原理

激光清洗技術(shù)，就是利用激光束照射工件表面，使其表面污物、銹跡涂層等剝離或氣化，清潔工件表面以達(dá)到目的的工藝過程。激光清洗的機(jī)理尚無統(tǒng)一明確的定論，比較被認(rèn)可的是激光的熱效應(yīng)以及振動效應(yīng)。

激光清洗原理圖

1）快速而集中的脈沖(1/10000 second) 以極大的功率(好幾十個 Mio. W) 沖擊并使表面的殘留物氣化；

高速脈沖激光掃描清洗表面

2）激光脈沖非常適合對有機(jī)物質(zhì)的清除，例如殘留在輪胎模具的污垢；

基體表面物質(zhì)（漆層、氧化物、殘留物等）氣化，同時進(jìn)行殘渣清理

3）短時間的沖擊不會使金屬表面加溫，對基材無損傷。

基體表面物質(zhì)（漆層、氧化物、殘留物等）氣化，同時進(jìn)行殘渣清理

激光清洗與傳統(tǒng)清洗方法的對比

傳統(tǒng)共工業(yè)清洗存在的缺陷

機(jī)械摩擦清洗

◆ 1 ◆

清潔度高，但易損傷基材

化學(xué)腐蝕清洗

◆ 2 ◆

無應(yīng)力作用，但污染嚴(yán)重。

液體固體噴射清洗

◆ 3 ◆

無應(yīng)力靈活度高，但成本高，廢液處理較復(fù)雜。

高頻超聲清洗

◆ 4 ◆

清洗效果好，但清洗尺寸受到限制，且清洗后的工件需干燥

激光清洗優(yōu)勢對比

1

環(huán)保優(yōu)勢

幸福？激光清洗是一種“綠色”的清洗方法，不需使用任何化學(xué)藥劑和清洗液，清洗下來的廢料基本上都是固體粉末，體積小，易于存放，可回收，無光化學(xué)反應(yīng)、不會產(chǎn)生污染?？梢暂p易解決化學(xué)清洗帶來的環(huán)境污染問題。往往一臺抽風(fēng)機(jī)即可解決清洗產(chǎn)生的廢料問題。

2

效果優(yōu)勢

傳統(tǒng)的清洗方法往往是接觸式清洗，對清洗物體表面有機(jī)械作用力，損傷物體的表面或者清洗的介質(zhì)附著于被清洗物體的表面，無法去除，產(chǎn)生二次污染，激光清洗的無研磨和非接觸性、無熱效應(yīng)不會破壞基底，使這些問題迎刃而解。

3

控制優(yōu)勢

激光可以通過光纖傳輸，與機(jī)器手和機(jī)器人相配合，方便地實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，能清洗傳統(tǒng)方法不易達(dá)到的部位，這在一些危險的場所使用可以確保人員的安全。

4

便捷優(yōu)勢

激光清洗能夠清除各種材料表面的各種類型的污染物，達(dá)到常規(guī)清洗無法達(dá)到的清潔度。而且還可以在不損傷材料表面的情況下有選擇性地清洗材料表面的污染物。

5

成本優(yōu)勢

激光清洗速度快、效率高，節(jié)省時間；購買激光清洗系統(tǒng)雖然前期一次性投入較高，但清洗系統(tǒng)可以長期穩(wěn)定使用，運行成本低，更重要的是可以方便地實現(xiàn)自動化操作。成本計算：單臺清洗效率8平米每小時每小時運行成本約5度電費，即清洗成本為4毛錢每平米，除開初始成本，后期4毛錢每平米。

技術(shù)優(yōu)勢及用途

技術(shù)優(yōu)勢：

● 快速、光潔地清洗或去除表面漆層；

● 準(zhǔn)確的清洗和除漆效果；

● 對基材無損傷；

● 成本低；

● 投資回收快；

● 無須噴砂砂粒或化學(xué)藥劑；

● 設(shè)備使用無需架設(shè)時間；

● 無噪音；

● 幾無維修需求。

激光清洗應(yīng)用

激光清洗作為一項新的清洗技術(shù)，具有環(huán)保、高效等諸多優(yōu)點，是當(dāng)今激光技術(shù)的主要發(fā)展方向之一，有著廣泛的應(yīng)用前景，在航空航天、船舶制造、軌道交通、汽車制造、鋼鐵制造、電子行業(yè)、醫(yī)療和文物修復(fù)等方面已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用。

航空航天行業(yè)

鋁合金焊前焊后激光清洗；鈦合金焊前焊后激光清洗；飛機(jī)雷達(dá)圖層修復(fù)激光清洗

船舶制造行業(yè)

船舶制造中焊前焊后激光清洗；涂裝前表面激光清洗清理；船舶維護(hù)修養(yǎng)

軌道交通行業(yè)

不銹鋼列車制造激光清洗；鋁合金列車制造激光清洗；軌道交通裝備維護(hù)修養(yǎng)激光清洗

汽車制造行業(yè)

鍍鋅板焊前激光清洗；鋁合金焊前焊后激光清洗

鋼鐵制造行業(yè)

鋼材表面激光除銹；冷軋板表面激光除銹

電子行業(yè)

電子板氧化層清洗；電子元件接頭焊前清洗

1

輥刀片激光除油

2

空調(diào)機(jī)組激光除漆

3

板材激光除漆

4

橡膠模具激光除膠

5

汽車部件激光除氧化層

6

板材激光除陶瓷層

7

火車輪轂除銹

8

發(fā)動機(jī)過濾網(wǎng)除銹

9

汽車部件除油

10

發(fā)動機(jī)清洗

11

發(fā)動機(jī)曲軸清洗

12

火車軌道

摸具清洗Precision mold cleaning

金屬表面漆層以及焊接點的清除Selective paint removal for weld inspection

歷史文物恢復(fù)及保護(hù)Historic masonry conservation

激光熔覆

技術(shù)優(yōu)勢：

● 可對大、中、小型各種進(jìn)口、國產(chǎn)機(jī)械零件的缺陷進(jìn)行快速修復(fù)；

● 可對各種材質(zhì)、硬度的基體缺陷進(jìn)行修復(fù)；

● 可熔覆各種金屬及碳化鎢、陶瓷粉末等非金屬材質(zhì)；

● 可對基體表面進(jìn)行耐酸、耐堿、耐高溫、耐磨損等改性處理。

曲軸磨損部位主要是主軸頸和連桿軸須。磨損后大部分呈橢圓傾斜。用激光熔覆后不僅表面更加光滑，更提高了曲軸的使用壽命。

激光表面再制造技術(shù)可以對損壞甚至報廢的零件磨損部位恢復(fù)尺寸，重新使用，并且修復(fù)后的部位壽命更長，長壽命多周期循環(huán)使用，大大降低生產(chǎn)成本，對提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有積極作用。

關(guān)鍵部件表面通過激光熔覆超耐磨抗蝕合金，可以在零部件表面不變形的情況下提高零部件的使用壽命、縮短制造周期。激光熔覆生產(chǎn)的熱障涂層有良好的隔熱效果，可以滿足高性能航空發(fā)動機(jī)降低溫度梯度、熱誘導(dǎo)應(yīng)力和基體材料服役穩(wěn)定的要求。

供稿人：羅軍

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