激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点,被认为是可靠、有效的解决办法。
1、激光清洗原理
激光辐照待清洗物体表面至少可以产生三个方面的作用:
(1) 热膨胀效应
即利用基底与表面污染物对某一波长激光能量吸收系数的差别,使基底物质与表面污物吸收能量产生热膨胀,当污垢的膨胀力大于污垢对基体的吸附力时,污垢便会脱离物体的表面;
(2) 分子的光分解或相变
激光可以实现能量在时间和空间上的高度集中,聚焦的激光束在焦点附近可产生几千度甚至几万度的高温,使污垢瞬间蒸发、气化或分解;
(3) 激光脉冲的振动
利用高频率的脉冲激光辐照待清洗表面,激光光束可以通过在固体表面产生超声波,产生力学共振使污垢层或凝结物振动碎裂。
激光清洗设备的清洗过程依赖于激光器所产生的光脉冲,基于由高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互作用所导致的光物理反应。
激光清洗设备在众多行业中发挥着重要的作用,如汽车制造、半导体晶圆片清洗、精密零件加工制造、建筑物外墙清洗、保护、电路板清洗、精密零件加工制造、液晶显示器清洗、口香糖残迹去除、油脂去除、油漆去除等等。
激光为什么能够用来清洗?为什么对被清洗物体不会造成损害呢?首先了解一下激光的本质。简单来说,激光和在我们身边的如影随形般的光线(可见光和不可见光)没有什么不同,只不过激光是利用谐振腔把光聚集在同一个方向上,并且有较单纯的波长,协调性等性能更好,因此理论上所有波长的光都可以用来形成激光,但实际上受限于能够激发的介质不多,因此能够产生稳定且适合工业生产的激光光源相当有限。被广泛使用的大概也就是Nd:YAG激光、二氧化碳激光和准分子激光。由于Nd:YAG激光可以通过光纤传输更适合工业应用,因此在激光清洗中也多被采用。
激光清洗的应用:
激光清洗在工业生产中作为加工的道工序,不仅可以有效除锈、除污,还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1工、工业生产、微电子、文1物保护和等各个领域。
在工业生产领域,机械设备长时间服役,零部件表面积累了大量油污、废旧漆层、锈蚀和积碳等污染层。激光清洗技术使除积碳效果和焊接工艺质量得到大幅度的提升,可对不同的基材表面进行有效积碳清洗,减少焊接缺陷,提升材料的焊接性;同时还可节约企业的生产成本,提升企业的生产效率。
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