激光清洗的原理

激光清洗是利用激光光束具有大的能量密度、方向可控和汇聚能力强等特性,使污染物与基体之间的结合力受到破坏或者使污染物直接气化等方式进行脱污,降低污染物与基体的结合强度,进而达到清洗工件表面的作用。激光清洗原理下图所示。当工件表面污染物吸收激光的能量后,其快速气化或瞬间受热膨胀后克服污染物与基体表面之间的作用力,由于受热能量升高,污染物粒子进行振动后而从基体表面脱落。

激光清洗的应用

激光清洗在工业生产中作为加工的前道工序,不仅可以有效除锈、除污等,也可以使基体表面发生化学反应,生成一层保护层防止基体重新生锈,提高其抗蚀能力。目前,激光清洗技术已应用到军工、模具清洗、表面处理、微电子、文物保护和医疗等各个领域。

激光清洗的光源控制

为最优化被清洗物体表面激光清洗的效果,需要综合考虑激光清洗方法、清洗模型、激光器的波长、能量密度、功率、脉冲频率、脉冲时间以及激光的入射角度等工艺参数。脉冲激光能够有效清洗碳钢表面的锈蚀。只有系统的研究工艺参数,才能形成一套高效的激光清洗体系。例如脉冲宽度:激光清洗能够在不损伤基体表面的前提下,使基材表面的晶粒结构和取向改变,并且还能够对基体表面粗糙度进行控制,从而增强基体表面的综合性能。脉宽作为激光清洗的一个重要参数需要进行合理的控制。合理控制脉宽后对清洗的效率控制、效果都会有很大的提升。但脉宽调整的同时,也会影响到其他参数的变化,所以需要系统的研究各参数的关系以及大量的实验才能得到最优的效果。激光清洗技术作为激光制造中的一种先进技术,在工业发展中的应用潜力巨大,大力发展激光清洗技术具有非常重要的战略意义。

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