金屬表麵激光清洗技術的應用研究

1. 激光清洗機不僅(jin) 除汙還能提升抗腐蝕能力

激光清洗技術能克服傳(chuan) 統清洗技術費時費力、有環境汙染等缺點，在去除金屬表麵汙物等方麵發揮著重要的作用。此外，還可以進一步控製激光清洗參數，使被清洗的金屬表麵發生化學反應並形成一層幾微米厚的保護層能防止金屬進一步鏽蝕，采用激光清洗技術去汙，可以使金屬器件的抗腐蝕能力提高3到4倍。

2. 選對激光器類型和波長對清洗效果具有重要影響

如圖2為(wei) 各種金屬吸收係數隨波長的變化趨勢，在λ=916nm-1200 nm時，大多數金屬在此波段的吸收係數較高，有機物對此波段的激光吸收也相對較為(wei) 強烈。正因如此，在吸收率上，綜合各方麵的對比優(you) 勢，光纖激光器在各方麵都彰顯獨特的優(you) 勢。有機汙層吸收激光強烈，有機汙層的溫度迅速上升到蒸發點氣化，從(cong) 而達到不損傷(shang) 基底而清除汙染層的目的。然後確定激光清洗的能量閾值，激光清洗的能量閾值將決(jue) 定激光清洗的效果。選擇合適的激光清洗能量閾值需要綜合考慮材料的性能、微觀結構、形貌缺陷以及激光的波長和脈寬等作用要素的影響。

3.合適的激光入射角度使清洗效果事半功倍

當激光以一定的傾(qing) 斜角度入射時，激光直接輻射在粘附顆粒的下方，產(chan) 生更高的熱彈性應力，與(yu) 垂直入射相比，汙染物更容易被清除。此外，研究發現隨著傾(qing) 斜角度的增加，激光輻射麵積更加寬廣(見圖4)，當傾(qing) 斜的角度為(wei) 20度時，被清洗區域的麵積約為(wei) 垂直入射時的10倍，有效地提高了激光清洗的效率。4. 正確的離焦量提升激光清洗效果

不同離焦量，清洗的機製也會(hui) 不同。在正離焦的時候清洗是表麵物質爆破碎裂機製，而在離焦量變大的時候，漆層的移除是從(cong) 碎裂變成汽化的。圖6（2）中的紅框，在離焦量實驗中，在清洗處周圍會(hui) 有灰塵，這明顯是漆層燃燒的剩下的灰燼。而在6（1）中用的是碎裂原理，則沒有灰燼。

為(wei) 最優(you) 化金屬表麵激光清洗的效果，需要綜合考慮激光清洗方法、清洗模型、激光器的類型、激光器的波長、能量密度、功率、脈衝(chong) 頻率、脈衝(chong) 時間以及激光的入射角度等工藝參數。如表1，脈衝(chong) 激光能夠有效清洗碳鋼表麵的鏽蝕，當波長為(wei) 1064nm、激光功率為(wei) 500W、脈衝(chong) 頻率為(wei) 10kHz、脈衝(chong) 寬度為(wei) 120ns，清洗速度為(wei) 60mm/s、搭接率為(wei) 5％的清洗參數下激光清洗鏽蝕效果最佳，激光清洗鏽蝕表麵、微區、線和點處都沒有發現氧元素的存在。隻有係統的研究工藝參數，才能形成一套高效的激光清洗體(ti) 係。

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