王贤宝,王明娣,郭敏超,倪玉吉,张 晓

(苏州大学机电工程学院,江苏 苏州 215000)

1 引 言

激光清洗技术是指采用能量较高的激光束照射工作表面,激光发射的光束被需处理表面上的污染层所吸收,激光与污染层之间的相互作用导致的光物理反应,表面的氧化膜发生瞬间蒸发或者剥离,从而达到清洗表面氧化膜的作用。激光清洗的方法主要有四种:激光干洗法,激光湿洗法,惰性气体法,非腐蚀化学法[1]。与传统的化学清洗比较,如酸洗,激光清洗作为目前较为先进的清洗方法,占据明显的优势,不会因为酸洗过度破坏基层材料,且激光清洗时,每次清洗都是可以控制的,每次清洗的参数可以根据上一次的清洗效果进行调整。酸洗对基材的破坏是不可挽回的,激光清洗明显地避免了这一点。

冷轧钢板在机械工业中应用广泛,其制造过程是以热轧钢板经过酸洗之后成形,冷轧钢板与热轧钢板相比较,没有经过退火,回火处理,强度和硬度都很高(HRB大于90),但是塑性下降,机械加工性能差,所以不能用作冲压件,只能作为结构件[2]。本次实验材料为船体外壳的钢板,厚度为5～6 mm,由于长时间与海水接触,表面受到腐蚀而产生了一层厚厚的氧化膜。传统的工业清洗方式不仅效率低,且很难达到清洗完全的效果。

对于样品材料表面氧化膜的清洗,考虑到有三层不同的物质,分别是氧化亚铁,氧化铁,四氧化三铁。如图1所示为氧化膜分层模型,国内外学者对激光清洗金属表面做了许多研究,但是以往所清洗的表面氧化膜通常只有一种且厚度较小,容易被清除,只需要使用相同的激光参数进行清洗就可以了[3]。……