1.前言
传统清洗工业有各种各样的清洗方式，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天，工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。如何寻找更清洁，且不具损伤性的清洗方式是我们不得不考虑的问题。而激光清洗具有无研磨、非接触、低热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法。同时，激光清洗可以解决采用传统清洗方式无法解决的问题。激光清洗技术已广泛应用于汽车模具的清洗、武器装备的清洗、飞机旧漆的清除、 电子工业去除氧化物、精密机械工业中的精确去酯清洗、核电站反应堆内管道清洗等，将激光清洗技术有效地应用在船舶行业中，必然是绿色造船的重要方向之一。
1.1激光清洗设备简介
激光清洗设备是一套环保、精密的清洁设备，包含激光发生器、激光清洗枪头、铠缆、控制面板等装置。
激光清洗设备参数：
1.2激光清洗原理
激光清洗表面处理技术通过能量集中的单一波长聚焦于工件表面，覆盖层（氧化物，铁锈，油漆）对激光能量吸收率高，金属基材对该波长激光吸收率低，使表面的覆盖物由于热膨胀而剥离或气化；并可以通过调整激光脉冲频率更改单道激光能量，在工件表面形成冲击波清除工件表面剥离的污染物。
2.激光清洗可行性论证
2.1 激光清洗后基材金相组织检测
激光清洗设备在基材表面处理时基材温度略有升高，为确保激光清洗表面处理对基材金相组织不影响，选取船厂常用的12种钢板,经过激光表面处理后委托专业机构根据GB/T 13298-2015标准进行金相组织检测，经过激光清洗表面处理基材的金相组织、硬度均未发生变化（见下图）。激光清洗后的基材表面保留原始粗糙度，表面处理状态较好，客户检验易接受。
图1 激光清洗基材金相组织
2.2激光清洗后涂覆油漆附着力检测
油漆附着力是检验表面处理效果的最重要指标。使用激光清洗设备对试板进行表面处理后涂覆船厂常用环氧油漆，固化后委托专业检测机构按照ISO12944-6:2018标准进行循环老化实验，测试油漆附着力。经过循环老化试验后，根据ISO4628标准评定涂层无起泡、无生锈、无开裂、无脱落等现象，平均附着力为9.4Mpa，远大于标准要求的3.0Mpa。经过激光清洗表面处理后涂覆船厂常用油漆的试板通过ISO12944-6:2018《色漆和清漆-防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护-第6部分：实验室性能测测试方法》中C4-very high防腐蚀试验要求。表明激光清洗后的基材完全满足船厂常用油漆涂覆前的表面处理要求。
3.激光清洗实用性论证
3.1 激光清洗油漆
图2激光清洗油漆
使用激光清洗设备在油漆（膜厚约320μm）表面进行处理，环氧油漆可以被完全清除，露出冲砂后的金属光泽，清洗效果良好，无伤基材，但清洗速率偏低，约0.6㎡/H，略低于手工打磨效率为1㎡/H。
3.2 激光清洗烧坏区域
高新产品在面漆施工结束后，仍存在大量改样、烧坏，损坏涂层并污染周围面漆。激光清洗设备可以清洗烧坏区域附着不牢的残渣，并将周围面漆表面污染物快速清除，利于后续涂装作业，但无法完全去除碳化发黑的油漆。激光清洗效率与打磨效率基本相同，清洗效果优于手工砂皮纸打磨，低于动力工具打磨。
3.3 激光清洗锈蚀
图3 激光清洗锈蚀
激光清洗设备来回扫描一次可清除掉焊缝锈蚀，残留少量氧化皮。来回扫描2次可基本清除氧化皮，来回扫描3-4次可完全清除氧化皮，钢板裸露金属光泽。清洗效率为5㎡/H，略高于人工打磨为3-4㎡/H。
4.结论
根据多次激光清洗表面处理试验论证及现场实际应用，激光清洗表面处理技术具有： 1.对基材无损害，金相组织和硬度不发生变化；2.表面处理质量较好，清洗后无残留痕迹，涂覆油漆性能优异；3.无直接接触，对基材结构无要求，通用性强；4.无使用耗材，运行成本低等特点。结合高新船只内部空间紧凑，表面处理工作分散，腐蚀环境恶劣、设备仪器精密等情况，在船舶行业有着良好的应用前景。
参考文献
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