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顿磊：激光除锈的逻辑原理

2023-10-15 12:57:07 来源：财讯网

激光清洗的原理是，利用不同波长的激光对不同的材料起作用，而清除特定物质。激光清洗前先要确定污染物是什么，基底材料是什么，激光清洗的目的是清除污染物，同时不损伤基底材料。因此，激光清洗的基本流程是，先确定清洗目标，再选择合适的激光，然后通过大量测试选择合适的清洗参数，然后开始正式清洗作业。

激光除锈是激光清洗领域中应用比较成熟的领域，激光除锈的成本已经远远超越喷砂，打磨，酸洗等传统工艺。激光除锈作为激光清洗的一个分支，它的激光除锈的逻辑符合激光清洗的流程。下面我从激光清洗的整个流程来分析激光除锈的逻辑原理。

先确定激光除锈的目的：清除锈，同时不伤害基底金属，因此污染物是锈，基底材料是金属。理想的状态是选择一种合适的激光，只有锈可以吸收，金属材料不吸收，但事实上，目前可以用于清洗的激光类型只有三种，波长为1064nm的光纤激光，波长为10600nm的二氧化碳激光，波长为355nm的紫外激光。其中光纤激光性价比最高，寿命长，功率大，价格低。金属材料对光纤激光吸收率较高，非金属材料对二氧化碳激光吸收率较高。紫外激光是一种冷光源，作用原理不一样，几乎对所有材料都起作用。对于激光除锈来说，光纤激光是最优选择。

激光除锈的过程是这样的，当激光束照射到锈层上，锈层吸收激光能量瞬间气化消失，基底金属不吸收激光能量不会损伤。首先需要强调的是，波长为1064nm的光纤激光对锈层和基底金属都会起作用。如何避免清除锈层而不损伤基底金属呢？这里有一个非常重要的数值，叫做激光能量密度。激光能量密度和激光除锈机的功率有关系，和扫描速度也有关系。当激光能量密度刚刚可以清除锈层的值叫做清洗阈值，当激光能量密度刚刚能损伤基底金属的值，叫做损伤阈值。激光清洗能量密度必须处在清洗阈值和损伤阈值之间。这是一个非常狭小的范围，很难通过计算得出，但是可以很容易通过测试得出大概的值。因此强调一下，任何激光清洗作业前，都需要大量的实验测试，通过测试调整参数，这个参数保存下来可以长期使用。

当激光能量密度达到清洗阈值以上，锈层吸收激光能量，基底金属也会吸收部分激光能量，但是不会达到它的熔点，因此不会损伤基底金属，当激光能量密度低于清洗阈值时候，无论激光扫描多久扫描多少遍，都不会清除铁锈。随着激光能量密度的不断升高，除锈的效率也会提高，一旦超过一个值，也就所谓的损伤阈值，除锈的同时就会损伤基底金属。简单来说就是基底金属吸收激光能量后达到了熔点以上发生损伤。一般来说，激光能量密度控制在损伤阈值的80%是最合适的。

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