近年來，隨著環(huán)保要求的提高和人們的環(huán)保意識不斷增強(qiáng)，也給世界范圍內(nèi)的清洗業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，各種有利于環(huán)境保護(hù)的清洗技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生羔仅，激光清洗技術(shù)就是其中之一丘多。

相比于傳統(tǒng)的機(jī)械清洗、化學(xué)腐蝕清洗沉桌、高頻超聲清洗等傳統(tǒng)清洗方法谢鹊，激光清洗具有高效、快捷留凭、成本低佃扼、對工件的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷小、非接觸非損傷等優(yōu)勢蔼夜，并且激光清洗的廢物可回收兼耀，保障環(huán)境和操作人員健康安全。激光清洗能夠清除各種不同厚度求冷、不同成份的涂層瘤运，甚至可以清洗傳統(tǒng)清洗方式無法解決的難題。另外遵倦，激光清潔過程易于實現(xiàn)自動化控制以及遠(yuǎn)距離遙控等尽超。

激光清洗的原理官撼，是利用高能激光與被清洗工件表面物質(zhì)的相互作用梧躺，被清洗的物質(zhì)在高能激光的作用下，瞬間氣化或者受熱膨脹從基底脫落傲绣，從而達(dá)到工件清潔凈化工藝的目的遣惊。

清洗所使用的功率，從十瓦到幾千瓦不等待鲤，具體功率的選擇根據(jù)清洗目標(biāo)而定渠盅。激光可以清洗工件上的各種污垢，如除油污狞饮、除銹供辰、除漆、除氧化層以及各種涂層等佣各。其中激光除銹已經(jīng)是一種常見應(yīng)用梢苍。下面介紹激光鐵軌除銹的案例。

鐵軌除銹案例

鐵軌由于常年暴露在空氣中指胡，加上風(fēng)吹日曬雨雪寒霜诲有，表面很容易生銹。為了不影響列車的安全運(yùn)行橘忿，鐵軌除銹非常必要药封。

本案例中，采用實驗的方法測試了和評估了使用兩款光纖激光器進(jìn)行鐵軌銹蝕層清洗的清洗效果和清洗效率侯选。

（1）清洗系統(tǒng)配置

本次清洗實驗的具體系統(tǒng)配置如表1所示吠谢。實驗將測試和評估IPG的YLPN-100-30*100-10-1000和YLPN-10-30*400-20-200這兩款光纖激光器對于鐵軌銹蝕層的清洗效果土童。激光器均工作在脈沖模式下，配備IPG中功率掃描振鏡工坊，在不同的掃描方法和工藝參數(shù)娜扇，搭載數(shù)控平臺或機(jī)械手，實現(xiàn)不同表面清洗的要求的滿足栅组。實驗系統(tǒng)具體實物圖如圖1所示雀瓢。

圖1：激光清洗鐵軌銹蝕層的實驗系統(tǒng)。

激光器光源信息

鐵軌表面上的銹蝕層玉掸，實際上包含兩層刃麸，一層是氧化皮表層的三氧化二鐵（Fe₂O₃）黃色銹層，另一層是更深層的黑色銹層司浪，實物如圖2所示泊业。

圖2：鐵軌氧化皮表層的三氧化二鐵（Fe₂O₃）黃色銹層和更深層的黑色銹層（右圖）。

（2）清洗參數(shù)選擇與清洗效果

首先使用YLPN-100-30*100-10-1000激光器進(jìn)行清洗實驗啊易。實驗中選擇的具體清洗參數(shù)配置如表2所示吁伺。

表2：YLPN-100-30*100-10-1000激光器的清洗參數(shù)配置

圖3：使用YLPN-100-30*100-10-1000激光器僅清洗掉了鐵軌表面的黃色銹層，而更深層的黑色銹層依然存在堤酿。在優(yōu)化聚焦光斑在0.8mm,可以實現(xiàn)非常好的清洗效果谷培。

接下來，我們使用YLPN-10-30*400-20-200激光器進(jìn)行清洗實驗方案镇评。為了獲得更好的清洗效果藤侦，利用YLPN-10-30*400-20-200激光器的清洗分為兩個步驟，這兩個步驟的區(qū)別主要是使用的激光功率不同牺鱼，第一步的功率稍大些樊何，用于大面積清洗銹層；第二步功率降低跪晕，用于更精密秀彤、更細(xì)微的銹層清除。具體的參數(shù)配置如表3所示啄崖。

實驗結(jié)果顯示笙吠，經(jīng)過這功率一高一低的兩個步驟的清洗后，鐵軌表面的黃色銹層和黑色銹層都完全清洗掉醇樱，清洗后的鐵軌潔白光亮侍上，如圖4所示。

表3：YLPN-10-30*400-20-200激光器的清洗參數(shù)配置

圖4：使用YLPN-10-30*400-20-200激光器清洗郎哭，鐵軌表面的黃色銹層和黑色銹層都完全清洗掉他匪，獲得基材本體顏色的清洗效果。

實驗結(jié)論

從實驗結(jié)果中我們不難看到夸研，YLPN-100-30*100-10-1000激光器對于清除鐵軌表面淺層的Fe₂O₃黃色銹層邦蜜，清潔效果非常好依鸥，比使用YLPN-10-30*400-20-200激光器清洗具有更高的效率。對于清洗更深層的黑色銹層悼沈，YLPN-10-30*400-20-200激光器了是很好的選擇贱迟。

綜合清洗效率、清洗效果等多方面考慮絮供，要想達(dá)到高效率衣吠、高質(zhì)量的銹蝕層清洗效果，建議可以兩款激光器結(jié)合使用：先使用大光斑壤靶、低功率密度的YLPN-100-30*100-10-1000激光器高效清除鐵軌表面淺層的Fe₂O₃黃色銹層缚俏；再使用小光斑、高功率密度的YLPN-10-30*400-20-200激光器清除更深層的黑色銹層贮乳。

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