激光清洗除锈的原理是什么

来源:圣同智能激光    作者:激光莫熙    时间:2023-07-12 17:00:00    点击:790

  传统清洗工业有各种各样的清洗方式,多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天,工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。如何寻找更清洁,且不具损伤性的清洗方式是我们不得不考虑的问题。而激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点,被认为是最可靠、最有效的解决办法。同时,激光清洗可以解决采用传统清洗方式无法解决的问题。

 激光清洗技术原理

  脉冲式的激光清洗的过程依赖于激光器所产生的光脉冲的特性,基于由高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互作用所导致的光物理反应。其物理原理可概括如下:

  a)激光器发射的光束被需处理表面上的污染层所吸收。

  b)大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体(高度电离的不稳定气体),产生冲击波。

  c)冲击波使污染物变成碎片并被剔除。


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  等离子体只在能量密度高于阈值的情况下产生,这个阈值取决于被去除的污染层或氧化层。这个阈值效应对在保证基底材料安全的情况下进行有效清洁非常重要。等离子体的出现还存在第二个阈值。如果能量密度超过这一阈值,则基底材料将被破坏。为在保证基底材料安全的前提下进行有效的清洁,必须根据情况调整激光参数,使光脉冲的能量密度严格处于两个阈值之间。

  每个激光脉冲去除一定厚度的污染层。如果污染层比较厚,则需要多个脉冲进行清洗。将表面清洗干净所需要的脉冲数量取决于表面污染程度。由两个阈值产生的一个重要结果是清洗的自控性。能量密度高于第一阈值的光脉冲将一直剔除污染物,直到达到基底材料为止。然而,因为其能量密度低于基底材料的破坏阈值,所以基底不会受到破坏。

  从方法上再细分,激光清洗方法有4种:

  1、激光干洗法,即采用脉冲激光直接辐射去污;

  2、激光+液膜方法,即首先沉积一层液膜于基体表面,然后用激光辐射去污;当激光照射于液膜上时,液膜急剧受热,产生爆炸性汽化,爆炸性冲击波使基体表面的污物松散。并随冲击波飞离加工物体表面,达到去污的目的。

  3、激光+惰性气体的方法,即在激光辐射的同时,用惰性气体吹向基体表面,当污物从表面剥离后会立即被气体吹离表面,以避免表面再次污染和氧化;

  4、运用激光使污垢松散后,再用非腐蚀性化学方法清洗。

  目前,由于我国高端制造业的发展及环保要求的不断提高,传统清洗技术(化学法、机械打磨法)已远不能满足我国工业化生产的需求,清洗技术的落后限制我国部分重要行业正常生产运行。因此,激光清洗技术作为绿色、高效制造的代表,在我国高端制造业快速发展的情况下具有广阔的市场规模。

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