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激光天地導讀：

上世紀60年代，激光被發明。八十年代，激光清洗技術開始出現，近四十年以來，激光清洗技術發展迅猛。在當今的工業生產及材料科學領域，激光清洗技術更是不可或缺。

激光清洗：激光器發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（高度電離的不穩定氣體），產生沖擊波。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，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，清潔工件表面以達到目的的工藝過程。激光清洗的機理尚無統一明確的定論，比較被認可的是激光的熱效應以及振動效應。

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物質的清除，例如殘留在輪胎模具的污垢；

基體表面物質（漆層、氧化物、殘留物等）氣化，同時進行殘渣清理

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（漆層、氧化物、殘留物等）氣化，同時進行殘渣清理

激光清洗與傳統清洗方法的對比

傳統共工業清洗存在的缺陷

機械摩擦清洗

◆ 1 ◆

清潔度高，但易損傷基材

化學腐蝕清洗

◆ 2 ◆

無應力作用，但污染嚴重。

液體固體噴射清洗

◆ 3 ◆

無應力靈活度高，但成本高，廢液處理較復雜。

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

激光清洗優勢對比

1

環保優勢

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，無光化學反應、不會產生污染。可以輕易解決化學清洗帶來的環境污染問題。往往一臺抽風機即可解決清洗產生的廢料問題。

2

效果優勢

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

3

控制優勢

激光可以通過光纖傳輸，與機器手和機器人相配合，方便地實現遠距離操作，能清洗傳統方法不易達到的部位，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，達到常規清洗無法達到的清潔度。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

成本優勢

激光清洗速度快、效率高，節省時間；購買激光清洗系統雖然前期一次性投入較高，但清洗系統可以長期穩定使用，運行成本低，更重要的是可以方便地實現自動化操作。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。

技術優勢及用途

技術優勢：

● 快速、光潔地清洗或去除表面漆層；

● 準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藥劑；

● 設備使用無需架設時間；

● 無噪音；

● 幾無維修需求。

激光清洗應用

激光清洗作為一項新的清洗技術，具有環保、高效等諸多優點，是當今激光技術的主要發展方向之一，有著廣泛的應用前景，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、醫療和文物修復等方面已經得到了很好的應用。

航空航天行業

鋁合金焊前焊后激光清洗；鈦合金焊前焊后激光清洗；飛機雷達圖層修復激光清洗

船舶制造行業

船舶制造中焊前焊后激光清洗；涂裝前表面激光清洗清理；船舶維護修養

軌道交通行業

不銹鋼列車制造激光清洗；鋁合金列車制造激光清洗；軌道交通裝備維護修養激光清洗

汽車制造行業

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

鋼材表面激光除銹；冷軋板表面激光除銹

電子行業

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

空調機組激光除漆

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

發動機過濾網除銹

9

汽車部件除油

10

發動機清洗

11

發動機曲軸清洗

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

歷史文物恢復及保護Historic masonry conservation

激光熔覆

技術優勢：

● 可對大、中、小型各種進口、國產機械零件的缺陷進行快速修復；

● 可對各種材質、硬度的基體缺陷進行修復；

● 可熔覆各種金屬及碳化鎢、陶瓷粉末等非金屬材質；

● 可對基體表面進行耐酸、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可以對損壞甚至報廢的零件磨損部位恢復尺寸，重新使用，并且修復后的部位壽命更長，長壽命多周期循環使用，大大降低生產成本，對提高企業的經濟效益具有積極作用。

關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。激光熔覆生產的熱障涂層有良好的隔熱效果，可以滿足高性能航空發動機降低溫度梯度、熱誘導應力和基體材料服役穩定的要求。

供稿人：羅軍

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