激光清洗實際應用

激光清洗可廣泛應用于航天航空業(yè)、造船業(yè)、汽車制造業(yè)、電子行業(yè)等各種行業(yè)，因為激光清洗不但可以用來清洗有機的污染物，也可以用來清洗無機物，包括金屬的銹蝕、金屬微粒、灰塵等。激光清洗針對以下幾種清洗對象已被廣泛應用，且技術成熟。

（1）激光除銹。對于A、B類銹蝕，激光可以較為輕易地去除，清洗過后，金屬表面能恢復白亮的金屬色。

（2）激光除漆。相對于傳統(tǒng)的打磨除漆，激光除漆不僅效率高，人工成本低，而且不會對基材造成損傷，清洗效果也遠勝于傳統(tǒng)的除漆方式。因此可以適用于飛機整機脫漆、雷達罩脫漆。

（3）激光清除鋁合金氧化層。鋁合金氧化層會影響鋁合金焊接質量，降低焊接接頭的力學性能，采用激光清洗可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械打磨、酸洗堿洗等工序，效率更高，質量可控，快速方便，環(huán)保無污染。

（4）激光除油。針對油污清洗，傳統(tǒng)方式一般是采用化學清洗，化學清洗容易造成清洗對象表面的損傷粗化和環(huán)境污染，激光清洗是一種綠色的清洗方式，在輕松去除油污的同時不會給環(huán)境造成負擔。

（5）焊前預處理。激光預處理能清除清洗對象表面附著的水分、油污，有效降低氧含量，提升焊接質量。相對未清洗的焊縫，激光清洗后，焊縫拉升性能顯著提升

（6）焊后處理。焊后焊縫的不美觀可能會影響商品價值，因此焊后焊縫清洗是很有必要的，激光清洗可以適用于鋁合金、鈦合金等材料的焊后處理。

（7）文w恢復。激光清洗還可以應用于石雕像、字畫、古董器具等文w。

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?激光清洗機的三大優(yōu)點

1、激光清洗是一種”綠色”的清洗方法，清洗效率高，節(jié)省時間，資源消耗低，清洗效果優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，性價比高。

2、激光清洗的部位更全、范圍更廣，能夠清除各種材料表面的各種類型的污染物，從大的塊狀污物（如手印、銹斑、油污、油漆）到小的微細顆粒（如金屬超細微粒、灰塵）。

3、光清洗可以采用固定或移動式的全自動或手動模式，通過光纖傳輸，與機器手和機器人相配合，遠距離遙控操方便，在危險場所（如核反應堆冷凝管的除銹）使用可以確保人員安全。

激光加工技術充分利用了激光好的方向性、高亮度和瞬時性，是以激光作為加工熱源的一種特種加工技術，包括激光焊接、激光切割、激光制孔、激光表面處理、激光增量制造及激光微納加工。隨著大功率激光器出現(xiàn),以及激光束調制、瞄準等技術的發(fā)展,激光技術進入金屬材料表面熱處理和表面合金化技術領域,并在近年得到迅速發(fā)展。由于激光具有良好的單色性、方向性、相干性，以及高亮度等特性，激光加工在許多方面具有其他加工方法無法比擬的優(yōu)點，如無接觸、無“切削力”加工，高硬度、高脆性、高熔點材料加工，高靈活性、高可控性加工，高精度、高質量、g效率加工等。經(jīng)過近幾十年的不斷發(fā)展，激光技工技術已經(jīng)形成了較為系統(tǒng)完善的技術群，包括焊接、切割、制孔、標記、雕刻、熔覆、表面熱處理、合金化、清洗、沖擊強化、增材制造及激光微納加工等。

?激光清洗表面的優(yōu)點

隨著科學技術的高速發(fā)展，激光技術已越來越多地應用于人們的生產(chǎn)和生活的各個領域。從超市的條形碼、激光打印機到激光美容、治l近視，并已為人們所熟悉。激光設備用于工業(yè)生產(chǎn)的切割、鉆孔以及焊接也為許多人所了解。但激光設備在清洗行業(yè)的應用，人們還不夠熟悉和了解。2)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(chǎn)生二次污染，激光清洗的無研磨和非接觸性使這些問題迎刃而解。激光清洗技術是近10年來飛速發(fā)展的一種新型清洗技術，它以自身的優(yōu)勢和不可替代性在許多領域中逐步取代了傳統(tǒng)清洗工藝。

與機械摩擦清洗、化學腐蝕清洗、液體固體強力沖擊清洗、高頻超聲清洗等傳統(tǒng)清洗方法相比，激光清洗具有明顯的優(yōu)點。

1) 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，可以輕易解決化學清洗帶來的環(huán)境污染問題；

2) 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(chǎn)生二次污染，激光清洗的無研磨和非接觸性使這些問題迎刃而解；

3) 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(xiàn)遠距離操作，能清洗傳統(tǒng)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) 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(guī)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) 激光清洗效率高，節(jié)省時間；

6) 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。

?如何選擇激光清洗設備

隨著中國市場對激光清洗設備需求日趨旺盛，國內外出現(xiàn)了很多激光清洗設備廠家，讓人眼花繚亂，無從選擇。作為激光清洗行業(yè)的業(yè)內人士，下面筆者對國內外激光清洗設備進行分類比較，讓大家對激光清洗設備有一個清晰的認識。

所有激光加工設備的核心都是作為光源的激光器，激光清洗設備也不例外。我們先從激光清洗設備的采用的激光器入手進行分類比較。在過去，傳統(tǒng)的清洗方法（如有機r劑清洗、鹽浴清洗、噴射清洗、高溫清洗、超聲波清洗、電化學清洗、酸堿清洗等）雖然滿足了粗放式的工業(yè)發(fā)展需求，但是對環(huán)境也產(chǎn)生了不同程度的污染。根據(jù)激光器的調Q方式和泵浦原理，目前主流激光清洗設備采用的激光器大體分為3類：聲光調Q式YAG脈沖激光器、硬開關調Q式YAG脈沖激光器、光纖脈沖激光器。

參數(shù)

硬開關調Q式YAG脈沖激光器聲光調Q式YAG脈沖激光器光纖脈沖激光器

光源類型YAG固體YAG固體光纖激光

波長1.064μm1．064μm1．064μm

泵浦方式二極管側泵二極管側泵二極管側泵

調Q方式硬開關聲光調Q聲光調Q或種子光放大

脈沖形式單脈沖單脈沖單脈沖

功率50-500W50-500W20-300W

脈寬100-500ns 可調100-200ns  不可調130ns

激光頻率5-20kHz10-40kHz20-100kHz

國外幾家激光清洗設備廠家的激光清洗設備通常采用聲光調Q式YAG脈沖激光器。聲光調Q在中高功率開關能力較差，能量浪費嚴重。根據(jù)被清洗基體物質與被清除污垢的光學特性，可以將激光清洗機理分為兩大類：一類是利用清洗基片（也稱為母體）與表面附著物（污物）對某一波長激光能量的吸收系數(shù)具有很大的差別。目前在國內取得了一些應用，但是質量不穩(wěn)定，質保期過后售后服務很差，核心激光器部分需要寄到國外返廠修理，耗時長，嚴重影響生產(chǎn)應用。

中高功率光纖脈沖激光器目前全部為國外進口，單臺價格可達100萬，以其為光源的激光清洗設備價格通常為200-300萬之間，基本與國外進口激光清洗設備價格持平。而且脈沖光纖激光器通常用于金屬切割、打孔、焊接、打標等領域，脈沖能量小、峰值功率高，極易損傷基材。被廣泛應用于船舶、汽車配件、橡膠模具、g端機床、輪胎摸具、軌道交通、w物、環(huán)保等行業(yè)領域。