煙臺(tái)從事激光清洗機(jī)技術(shù)參數(shù)

煙臺(tái)從事激光清洗機(jī)技術(shù)參數(shù)

激光為什么能夠用來(lái)清洗？為什么對(duì)被清洗物體不會(huì)造成損害呢？首先了解一下激光的本質(zhì)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，激光和在我們身邊的如影隨形般的光線(xiàn)（可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光）沒(méi)有什么不同，只不過(guò)激光是利用諧振腔把光聚集在同一個(gè)方向上，并且有較單純的波長(zhǎng)，協(xié)調(diào)性等性能更好，因此理論上所有波長(zhǎng)的光都可以用來(lái)形成激光，但實(shí)際上受限于能夠激發(fā)的介質(zhì)不多，因此能夠產(chǎn)生穩(wěn)定且適合工業(yè)生產(chǎn)的激光光源相當(dāng)有限。被廣泛使用的大概也就是Nd:YAG激光、二氧化碳激光和準(zhǔn)分子激光。由于Nd：YAG激光可以通過(guò)光纖傳輸更適合工業(yè)應(yīng)用，因此在激光清洗中也多被采用。

吸收激光能量的深度以及單個(gè)激光脈沖去除的材料量取決于材料的光學(xué)特性以及激光波長(zhǎng)和脈沖長(zhǎng)度。 每個(gè)激光脈沖從靶標(biāo)燒蝕的總質(zhì)量通常稱(chēng)為燒蝕率。 激光束掃描速度和掃描線(xiàn)覆蓋率等激光輻射特征會(huì)顯著影響燒蝕過(guò)程。

激光清洗是一種”綠色”的清洗方法，不需使用任何化學(xué)藥劑和清洗液，清洗下來(lái)的廢料基本上都是固體粉末，體積小，易于存放，可回收，可以輕易解決化學(xué)清洗帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題；

激光可以通過(guò)光纖傳輸，與機(jī)器手和機(jī)器人相配合，方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，能清洗傳統(tǒng)方法不易達(dá)到的部位，這在一些危險(xiǎn)的場(chǎng)所使用可以確保人員的安全；

激光清洗能夠清除各種材料表面的各種類(lèi)型的污染物，達(dá)到常規(guī)清洗無(wú)法達(dá)到的清潔度。而且還可以在不損傷材料表面的情況下有選擇性地清洗材料表面的污染物；
激光清洗效率高，節(jié)省時(shí)間；
購(gòu)買(mǎi)激光清洗系統(tǒng)雖然前期一次性投入較高，但清洗系統(tǒng)可以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，運(yùn)行成本低，每小時(shí)僅需電費(fèi)。

脈沖式的Nd:YAG激光清洗的過(guò)程依賴(lài)于激光器所產(chǎn)生的光脈沖的特性，基于由高強(qiáng)度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用所導(dǎo)致的光物理反應(yīng)。其物理原理可概括如下：
a)激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染層所吸收。
b)大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體（高度電離的不穩(wěn)定氣體），產(chǎn)生沖擊波。
c)沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。
d)光脈沖寬度必須足夠短，以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累。
e)實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)金屬表面上有氧化物時(shí)，等離子體產(chǎn)生于金屬表面。

等離子體只在能量密度高于閾值的情況下產(chǎn)生，這個(gè)閾值取決于被去除的污染層或氧化層。這個(gè)閾值效應(yīng)對(duì)在保證基底材料安全的情況下進(jìn)行有效清潔非常重要。等離子體的出現(xiàn)還存在第二個(gè)閾值。如果能量密度超過(guò)這一閾值，則基底材料將被破壞。為在保證基底材料安全的前提下進(jìn)行有效的清潔，必須根據(jù)情況調(diào)整激光參數(shù)，使光脈沖的能量密度嚴(yán)格處于兩個(gè)閾值之間。

激光清洗系統(tǒng)還應(yīng)用于核電站反應(yīng)堆內(nèi)管道的清洗。它采用光導(dǎo)纖維，將高功率激光束引入反應(yīng)堆內(nèi)部，直接清除放射性粉塵，清洗下來(lái)的物質(zhì)清理方便。而且由于是遠(yuǎn)距離操作，可以確保工作人員的安全。
激光清洗方法主要有4種：
①激光干洗法，即采用脈沖激光直接輻射去污；
②激光+液膜方法，即首先沉積一層液膜于基體表面，然后用激光輻射去污；
③激光+惰性氣體的方法，即在激光輻射的同時(shí)，用惰性氣體吹向基體表面，當(dāng)污物從表面剝離后會(huì)立即被氣體吹離表面，以避免表面再次污染和氧化；
④運(yùn)用激光使污垢松散后，再用非腐蝕性化學(xué)方法清洗。
最常用的是前 3種方法。第4種方法僅見(jiàn)于石質(zhì)文物的清洗中。
國(guó)際上，激光清洗技術(shù)對(duì)石質(zhì)材料的應(yīng)用已有十幾年的歷史。在我國(guó)，石質(zhì)材料的激光清洗起步較晚。由于激光設(shè)備的投資還較為昂貴，普遍化應(yīng)用還有一定難度。但是激光清洗技術(shù)具有傳統(tǒng)清洗方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，隨著技術(shù)的不斷完善和設(shè)備的批量化生產(chǎn)，激光清洗技術(shù)必將在石質(zhì)材料的清洗業(yè)中發(fā)揮重要的作用。