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摘要：在将激光清洗技术应用在金属表面处理过程中，可从根本上提升金属表面处理水平，保障工业生产质量与效率。在应用激光清洗技术过程中，清洗工艺的使用需要细致研究相关工作机理以及金属基层表面性能，通过动态调整激光脉冲清洗过程中的参数数据，确保脉冲激光清洗工作高质高效开展。本文就针对此，对脉冲激光清洗作用机理以及清洗表面性能进行分析，提出能够提升清洗表面性能的具體措施，以供参考。

关键词：脉冲激光清洗;作用机理;清洗表面性能;提升对策

前言

在工业基础生产过程中，金属表面清理工作占据了重要地位。传统金属表面清洗工作主要为化学性质，通过大量使用，可对周围生态环境造成严重破坏。随着激光技术发展速度不断加快，借助激光原理研发出的激光清洗技术具有清洗效果好、清洗工艺简单、环保等优势。为从根本上发挥出脉冲激光清洗技术的积极作用，相关工作人员需要细致分析脉冲激光清洗作用机理，结合清洗对象基层特征，找寻出更加合理的手段，提升清洗表面性能，为从根本上保障基础工业生产质量与生产效率奠定坚实技术基础。

1、 激光清洗工作机理研究

在使用激光清洗技术过程中，会产生光、声、热等耦合作用，在清洗过程中会释放出复杂的气体或固体物质。金属表面清洗期间的化学价态以及分子结构会发生明显转变，导致在研究激光键合、界面破坏的难度较大，难以对其进行定量定性描述。就目前来看，激光清洗工作机理主要分为以下几个部分：

第一， 激光软烧灼工作机理。激光软烧灼主要就是在低激光功率密度下，将激光照射到金属表面，在各种工作机理作用下，金属表面物质将会发生质量互相迁移或者散失情况。在将激光照射到金属表面污染物时，污染物内特定分子将会吸收激光能量，加快原子震动情况，增强污染物吸收能量。在污染物内部电子达到一定数量情况下，原子挣脱束缚，呈现出分解情况，使得污染物被清除干净。由于激光软烧灼技术对于高分子有机物较为敏感，因此更加适用于有机无机物混合物的表面处理。

第二， 激光烧灼工作机理。在基层表面污染层受到激光脉冲辐射的情况下，激光会与污染层发生相互作用，迫使污染物吸收光能并转化，切实提升污染物层温度。经过分析可得，高能量激光束经过聚焦之后，聚焦附近的温度可以瞬间达到几千摄氏度，污染物会发生融化、蒸发、燃烧分解、等离子化等变化，致使污染物出现流失或者剥削情况，从物体表面消除。就目前来看，激光烧灼工作机理被广泛应用在金属焊前表面处理等方面。

相关研究人员对铝合金焊前未预处理和焊前经激光清洗的焊缝横截面形貌进行了对比，结果表明焊前进行激光清洗的焊缝质量明显优于焊前未经处理的焊缝，具体如下图。

第三， 激光清洗冷剥离工作机理。激光清洗过程中的激光冷剥离主要就是利用高负荷能量光子，打断被清洗物质的化学键，确保基体表面不会在激光作用下发生破坏。相关研究部门对激光清洗冷剥离工作记录展开了细致研究，在非相干光束发生等离子体作用时的波长较短，因此会产生激光冷剥离情况。由于冷剥离是利用打破化学键的方式清除污染物，在清除过程中需要使用的能量较少，不会产生较为显著的热影响。与其他激光清洗工作相比，激光清洗冷剥离工作的清洗效果好，但是清洗效率不高，清洗设备主要为紫外激光。

对于金属材料而言，可以直接吸收光子能量，增大晶格振动，确保金属表面温度快速提升。材料对光子的吸收时间较短，吸收以及转化热过程速度极快，因此在建立激光吸收模型过程中，激光可以完全作为一个表面热源，在激光作用下用极短时间照射金属表面，克服金属表面污染物吸附力作用，确保污染物能够脱离基体。相关工作人员在研究低功率激光清洗技术过程中，发现激光清洗作用机理主要为金属烧灼以及因温度升高，导致金属床的加热与膨胀。

与传统清洗技术相比，激光清洗技术拥有更加突出的优势，可以不机械接触金属表面的情况下完成清洗工作，防止在激光清洗过程中出现表面损伤问题。同时，激光清洗技术的运营成本较低，虽然前期投资过大，但过程中的支付量较少。不仅如此，激光清洗技术能够更好保护周围生态环境，不会在清洗过程中释放出带有污染物的化学试剂，产生的废弃物也较少，因此需要在当前背景下加大激光清洗技术研究力度，切实提升激光清洗质量与效率。

2、脉冲激光清洗表面性能提升对策

经过实际研究脉冲激光清洗技术下清洗表面性能，能够细致分析不同脉冲激光清洗技术应用特征，从根本上提升材料表面性能，控制由于激光清洗对金属材料表面造成的损伤，对发展并推广激光清洗技术具有重要意义。

2.1分析激光清洗对表面粗糙度的影响

在使用激光清洗技术过程中，激光功率过高会导致金属表面受到损伤，严重影响到金属结构的使用性能。同时，高功率激光清洗技术会形成烧灼坑或烧灼沟，在具有特定生产要求的情况下可以使用。通过研究不同激光清洗技术对激光除锈后基层表面的影响发现， 基层的表面粗糙都会随激光功率增大而随之增大，随着激光扫描总次数的增多而增多。因此在选择激光清洗技术期间，相关工作人员需根据清洗工作要求，控制激光功率，从根本上保证激光清洗效果。

2.2激光清洗对表面性能的影响

在使用激光清洗技术去除表面油漆时，可通过控制激光工艺参数，增强污染物去除力度，从根本上提高激光清洗后工件的疲劳性能，保障清洗后表面硬度提升，从根本上保障材料的耐磨性能。使用激光清洗技术有可能会导致金属表面发生钝化反应，由于金属表面原子分子在激光作用下被激活，形成密氧化层，对延长金属材料使用寿命意义深远。

3、结束语

总而言之，现阶段激光清洗技术应用范围日渐扩大，但对于激光清洗技术的研究机理却还不成熟。现阶段技术方面生产要求不断增强，为从根本上提升激光清洗技术的应用效果，相关管理人员需细致分析脉冲激光清洗作用机理，分析清洗表面性能。注重研发激光清洗系统，控制激光清洗运营成本，确保激光清洗工作能够在增强实际生产效率，保障基础工业生产高效有序开展中发挥出重要作用。

参考文献：

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（作者单位：沈阳慧远自动化设备有限公司）