顿磊：激光除锈原理和除锈过程剖解

激光除锈是一种高效、环保且精确的除锈方法，激光除锈机的主流光源是波长为1064nm的光纤激光，还有波长10600nm的二氧化碳激光，波长532nm的绿光激光，波长355nm的紫外激光都可以产生来除锈，它们的作用原理有所不同。下面以光纤激光为例，简述其原理和除锈过程可以详细剖解如下：

一、激光除锈原理

激光除锈主要基于激光的光能与铁锈发生反应，使光能转化为热能，瞬间气化铁锈达到除锈的目的。具体来说，锈层吸收激光能量后，会产生热膨胀系数的改变，并发生物理或化学变化，如升温、熔化甚至气化。更深层次的原因是，激光振动频率和铁锈分子振动频率接近的时候会产生共振，激光引发锈层分子间的碰撞加剧，导致瞬间升温并超过沸点而气化消失。和火焰的热传递不同，铁锈的升温是从内部开始的，根据激光能量密度的不同，升温幅度不同。

能量是守恒的，多少能量的激光能够转化多少铁锈是有定数的，激光除锈的原理简单来说就是光能转化为内能，气化锈层的过程。

二、激光除锈过程

激光产生与传输：激光发生器类似于电灯泡，是电能转化为光能的装置，它产生特定波长的激光束（如1064纳米），通过光纤传输到激光头。激光除锈机主流的光源是波长为1064nm的光纤激光，此外还有波长10600nm的二氧化碳激光，波长532nm的绿光激光，波长355nm的紫外激光都可以产生来除锈，它们的作用原理有所不同。

激光聚焦：激光头通过聚焦镜将激光束聚焦到金属表面的锈层上，形成一条线的照射。

锈层反应：在照射点处，激光束对锈层产生强烈的热效应和光机械效应，使锈层迅速升温并发生物理或化学变化，如熔化、气化等。

锈层去除：随着激光束的扫描，锈层逐渐被汽化，在气化的过程中体积产生百倍以上的膨胀，类似于爆破作用，并被高速气流（有时由设备自带）吹走，露出金属本体。同时，激光除锈过程中产生的粉尘会被自带的吸尘装置吸走，保持环境的清洁。

参数调节：通过调节激光功率、扫描速度、扫描宽度、振镜摆动频率、聚焦距离等参数，影响激光能量密度值，在合适的激光能量密度下，可以实现刚刚去除锈层，而不损伤基材金属。

三、激光除锈的特点

高效：激光除锈速度快，功率越大，除锈效率越高。每小时可清洁几平方米的面积，比传统的打磨、喷砂等方法节省时间和人力。

环保：激光除锈无需使用任何化学溶剂或磨料，不会产生二次污染或废物，符合环保要求。

无损伤：在合适的参数和操作工艺下，激光除锈对金属本体无损伤，不会改变金属的性能和结构，保持金属的原始状态。

精确：激光除锈可以精确地控制除锈的深度和范围，不会影响金属表面的其他部分，适用于复杂形状和精密部件的清洁。

综上所述，激光除锈是一种基于激光光能与铁锈反应的高效、环保且精确的除锈方法。其过程包括激光的产生与传输、聚焦、锈层反应、锈层去除以及参数调节等步骤。激光除锈具有高效、环保、无损伤和精确等特点，是当前激光清洗领域的领头羊。