劉志同

摘要：激光清洗是一種新型的表面處理技術(shù)，該技術(shù)具有非接觸型、降噪降塵、同時去除銹蝕、涂層、油污等各類表面污染物的特點，是降低勞動強度，改善施工環(huán)境的有效方式。由于尚未完全成熟的除銹技術(shù)，除銹效果基本滿足要求、施工效率相對偏低，暫時無法滿足大面積的除銹施工，對局部狹小區(qū)域的除銹具有明顯優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：激光清洗;船舶涂裝;施工;應用探索

1.激光清洗原理

激光清洗技術(shù)是指利用高頻高能激光脈沖照射工件表面，涂覆層可以瞬間吸收聚焦的激光能量，使表面的油污、銹斑或涂層發(fā)生瞬間蒸發(fā)或剝離，高速有效地清除表面附著物或表面涂層的清潔方式，而作用時間很短的激光脈沖，不會傷害金屬基材。

激光清洗技術(shù)通過能量集中的單一波長聚焦于工件表面，覆蓋層（氧化物，鐵銹，油漆）對激光能量吸收率高，金屬基材對該波長激光吸收率低，使表面的覆蓋物由于熱膨脹而剝離或氣化;并通過調(diào)整光斑尺寸改變激光能量集中程度，通過調(diào)整激光的頻率在工件表面形成沖擊波清除工件表面剝離的污染物。

2.激光清洗技術(shù)調(diào)研

激光清洗是近10年來飛速發(fā)展的新型清洗技術(shù)，現(xiàn)已應用于磨具、汽車、航空等設備的清洗除污作業(yè)，如果激光清洗后的鋼板可以達到造船行業(yè)要求，那么其意義是革命性的，在確保鋼板表面清潔的同時，替代傳統(tǒng)手工除銹除漆，改善施工環(huán)境，降低勞動強度，提高施工效率，展示出廣闊的發(fā)展前景。

激光清洗技術(shù)研究起步于80年代中期，清洗去污范圍非常廣泛，從厚銹層到拋光表面微顆粒，在微電子工業(yè)、藝術(shù)品保護和精密設備等區(qū)域應用發(fā)展已非常成熟。國內(nèi)的激光清洗技術(shù)起步較晚，基本上處于跟蹤國外的發(fā)展，在除銹和清除牢固污染物方面的研究處于實驗階段。激光清洗技術(shù)的廣泛應用前景值得投入人力物力，深入研究該技術(shù)和開發(fā)相關(guān)設備，盡快將此技術(shù)投入到工業(yè)化生產(chǎn)中。

3.激光清洗試驗論證

激光清洗主要是利用激光產(chǎn)生的高溫使表面的污物氣化，從而消融分解;同時通過高頻脈沖激光的作用，使基體表面和污物粒子產(chǎn)生振動，形成沖擊力使吸附表面的污物粒子脫離，達到去污的目的。

通過國內(nèi)外激光設備廠家的調(diào)研和現(xiàn)場試驗，了解到激光清洗設備的除銹除污效果較傳統(tǒng)打磨較好，且無明顯粉塵、煙霧等污染，調(diào)研及試驗過程中進口設備的除銹效果及施工穩(wěn)定性明顯好于國產(chǎn)設備，激光清洗技術(shù)國產(chǎn)設備與進口產(chǎn)品還具有一定的差距。

3.1試驗過程：

（1）2kw自動小車激光器：E級板手刷車間底漆65微米 清洗2次后微觀圖片，清潔光亮具有明顯粗糙度 全部清除后，基本無殘留。

（2）500w自動激光小車：921鋼板環(huán)氧底漆60微米清洗4次后微觀圖片，清潔光亮具有較小粗糙度，全部清除后，微量痕跡殘留 。

（3）80w便攜式激光器：E級板材A級銹蝕并油污，80W便攜設備清洗1次后，清潔光亮表面，無明顯粗糙度，全部清洗后，少量灰暗痕跡殘留。

30w便攜式激光器：921鋼板B級銹蝕 清洗后狀態(tài)，表面清潔呈金屬光澤，局部殘留少量灰暗色斑跡。

3.2試驗結(jié)論：

（1）2Kw激光設備用于清洗車間底漆及環(huán)氧底漆：

1.清洗表面清潔光亮，達到涂層表面處理要求，效果優(yōu)于打磨處理，清洗后具有明顯粗糙度，利于后期涂裝施工作業(yè);

2.激光清洗對淺色系涂層清洗效果差，可以清除涂層，但施工效率降低;

3.單臺設備清洗鋼板至光亮，效率為2～3M2/h，施工效率相當于1.5名打磨工;

4.激光所到之處均可以達到相應的清洗效果，對于狹小難以接觸區(qū)域清洗具有明顯優(yōu)勢;

（2）500w激光設備用于清洗車間底漆及環(huán)氧底漆（深色系）：

1.清洗表面清潔（略有殘留暗灰色斑），效果與打磨處理相似，清洗后具有一定粗糙度，利于后期涂裝施工作業(yè);

2.激光清洗對淺色系涂層清洗效果差，可以清除涂層，但施工效率降低;

3.單臺設備清洗鋼板至光亮，效率為1～1.5M2/h，施工效率相對較低;

4.激光所到之處均可以達到相應的清洗效果，對于狹小難以接觸區(qū)域清洗具有明顯優(yōu)勢;

（3）80W便攜激光設備用于清洗銹蝕油污及旱煙污染：

1.清洗表面清潔光亮，基本達到涂層表面處理要求，清洗涂層效率低于清洗銹蝕油污，清洗后鋼板表面無明顯粗糙度;

2.清洗激光非長時間聚焦，不破壞完好涂層，尤其對淺色面漆涂層影響小;

3.激光清洗可去除完好涂層表面污染物及旱煙，清除狹小區(qū)域燒壞涂層及銹蝕;

（4）30W便攜激光設備用于清洗銹蝕油污及旱煙污染：

1.清洗表面清潔光亮，清洗涂層效率低于清洗銹蝕油污，清洗后鋼板表面無明顯粗糙度;

2.清洗激光非長時間聚焦，不破壞完好涂層，尤其對淺色面漆涂層影響小;

3.激光清洗可去除完好涂層表面污染物及旱煙，清除狹小區(qū)域燒壞涂層及銹蝕。

4.激光功率小，對完好涂層無明顯影響，清洗施工效率低;

4 總結(jié)

根據(jù)以上的試驗和調(diào)研我們可以看出，冷卻方式不同分為風冷式和水冷式兩種，風冷設備的體積相對較小，功率在30W-200W，可以制作成背包或者拉桿箱的形式，方便人力搬運上下船，用于船臺碼頭階段的小面積銹蝕和燒壞油漆去除。水冷設備功率在200W-2000W，由于功率較高必須采用水冷方式，設備體積較大，不方便移動，比較適合涂裝內(nèi)場固定施工方式，通過延長激光發(fā)生器到手柄之間的光纜長度來延伸工作面積，可以制作專用的操作平臺，用于小型的舾裝件面積除銹施工工作。

激光清洗作為一種新型的表面處理技術(shù)，考慮到施工效率、生產(chǎn)成本等因素在目前階段還不能完全替代傳統(tǒng)的船舶打磨及沖砂等除銹方式，但隨著激光發(fā)生器、冷卻技術(shù)等的不斷進步以及設備采購成本的降低，激光清洗這種清潔的施工方式會慢慢取代傳統(tǒng)的施工方式。

參考文獻：

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[2]鄧小偉.淺談質(zhì)量控制在船舶涂裝中的作用[J].北方交通，2017（03）