激光清洗的特点及应用

2026-07-01 17:11:06

　　收稿日期 ：2018 -04 -10激光清洗的特点及应用郭绍雄 ，陈 玲 ，李 悦 ，胡增荣（苏州大学 ，江苏 苏州 215131） 摘 要 ：简述了激光清洗的工作原理及特点 ，介绍了其在各个领域的应用 ，并指出 ：激光清洗科技含量较高 ，其与传统清洗方法相比有绿色环保 、适应性强 、容易实现自动化等优势 ，将来必将得到更广泛的推广应用 ，但需要降低激光器的价格和有效控制清洗过程的气化污染 。关键词 ：激光清洗 ；特点 ；应用 中图分类号 ：TN249 文献标识码 ：A 文章编号 ：1007 — 6921（2018）13 — 0092 — 01 工业产品表面受到物理 、化学或生物的作用而形成的污染层或覆盖层称作污垢 ，去除这...

　　收稿日期 ：2018 -04 -10激光清洗的特点及应用郭绍雄 ，陈 玲 ，李 悦 ，胡增荣（苏州大学 ，江苏 苏州 215131） 摘 要 ：简述了激光清洗的工作原理及特点 ，介绍了其在各个领域的应用 ，并指出 ：激光清洗科技含量较高 ，其与传统清洗方法相比有绿色环保 、适应性强 、容易实现自动化等优势 ，将来必将得到更广泛的推广应用 ，但需要降低激光器的价格和有效控制清洗过程的气化污染 。关键词 ：激光清洗 ；特点 ；应用 中图分类号 ：TN249 文献标识码 ：A 文章编号 ：1007 6921（2018）13 0092 01 工业产品表面受到物理 、化学或生物的作用而形成的污染层或覆盖层称作污垢 ，去除这些污染物或覆盖层而使其恢复原表面状况的过程称为清洗 。传统清洗方式 ，主要是利用化学药剂和机械方法去除表面覆盖层或污染物 。 在当前世界各国都大力提倡绿色环境保护生产的情况下 ，传统工业清洗产生环境污染 、损害操作人员健康的问题日益突出 。 所以 ，大力发展清洁 、无损伤的清洗方式就显得尤为重要 。 各种新的清洗技术不断涌现 ，比如超声清洗 、蒸汽清洗 、紫外线清洗 、高压水清洗已及激光清洗等 。其中 ，激光清洗近年来尤其受到重视 ，因其具有无研磨 、非接触 、无热效应和适用于各种材质的工件等特点 ，被认为是最有发展前景的清洗办法 。 并且 ，激光清洗换可以处理传统清洗方式无法解决的问题 。 例如 ，工件表面粘着的亚微米级的污染颗粒时 ，常规的手段很难清洗掉 ，而激光清洗就可以很容易去除掉 。光是原子中的电子吸收能量后 ，从低能级跃迁到高能级 ，再从高能级回落到低能级 ，回落的时候释放的能量以光子的形式放出 。 而激光 ，就是被引诱（激发）出来的光子队列 ，这光子队列中的光子们 ，光学特性一样 ，步调极其一致 。 因此其方向性好 ，能量集中 ，能量密度高 。 高强激光脉冲与被清洗零件表面的污染物相互作用 ，污染物大量吸收激光能量形成急剧膨胀的等离子体 ，产生冲击波 。 同时冲击波击碎并从工件表面去除污染物 。 这样持续地对工件表面进行脉冲激光辐照 ，不断去除污染物实现激光清洗 。由激光清洗的原理和过程可见 ，相对于与机械摩擦清洗 、化学腐蚀清洗 、液体固体强力冲击清洗 、高频超声清洗等传统清洗方法相比 ，激光清洗有如下特点 ：① 激光清洗是一种”绿色”的清洗方法 ，不需使用任何化学药剂和清洗液 ，清洗下来的废料基易于存放 、回收 ；② 对清洗物体表面没有机械作用力 ，不损伤物体的表面 ；③ 光纤激光与机器人技术结合 ，易于实现自动清洗作业 ；④ 激光清洗效率高 ，节省时间 ；⑤ 激光本身具有一定危险性 ，并且清洗过程气化的污染物对环境和人体有一定危害 ；⑥ 相对于传统清洗设备 ，激光器的初始投资较高 。激光清洗应用范围非常广泛 ，尤其是在一些特殊领域 ，既可以清洗有机的污染物 ，也可以用来清洗无机物 ，包括金属的锈蚀PG电子网站 、金属微粒 、灰尘等 。 目前其主要应用在如下几个方面 。1 文物清洗文物是人类在社会活动中遗留下来的具有历史 、艺术 、科学价值的遗物和遗迹 。 很多文物在历史久远 ，难免在文物表面形成污染 ，对其进行清洗既重要又非常困难 ，传统清洗手段常常无能为力 ，比如对木雕 、石刻等文物的清洗 ，传统的机械清洗 、化学清洗必然会破坏文物 ，根本就不能使用 ，而激光清洗 ，控制好工艺参数后能够高效无损地完成文物清洗工作 。2 模具 、工装夹具清洗现代工业生产中大量使用各种模具 、工装夹具 ，对其进行清洗既是保证产品质量的比然要求 ，也是企业现代化现场管理的要求 。 快速高效的清洗过程可以节省停机的时间 ，节约成本 。 尤其是对在线模具工装夹具的清洗也是传统的清洗方法所不易解决的 。 而利用激光清洗方式 ，可以方便地实现自动在线 其他工业设备及武器装备的清洗大型工业设备及武器装备的维护保养过程中去漆 、除锈 、除油脂等清洗工作也可以方便地使用激光清洗技术 。 比如舰船除锈 、飞机的表面去漆 、弹药的除锈去漆等 。4 建筑清洗当前我国城市化进程快速推进 ，建筑业迅猛发展 ，高楼越建越多 ，建筑物尤其是摩天大楼的外墙清洁工作 ，如果采用人工绳吊施工 ，其难度大危险系数高 。 采用激光清洗则可以比较方便地解决这个问题 。5 核电管道清洗核电管道内的污染物具有放射性 ，对环境和人体都有较大危险性 ，传统清洗较为困难 。 采用光纤激光清洗可以直接清除放射性粉尘 ，清洗下来的物质清理方便 ，并且可以确保工作员的人身安全 。6 再制造零件清洗再制造技术当前广受重视 ，所谓再制造就是让旧的机器设备重新焕发生命活力的过程 。 再制造过程的第一步就是产品清洗 。 而传统清洗大多环境友好性差 ，所以激光清洗技术对发展绿色再制造产业具有重大意义 ，它可以广泛用于再制造零件的除锈 、去漆 、除油脂 、去胶等清洗过程 。 （下转第 94 页） 2 9 2018 年 7 月 内 蒙 古 科 技 与 经 济 June 2018 �第 13 期 总第 407 期 Inner Mongolia Science Technology & Economy No ．13 Total No ．407 �万方数据