激光除锈技术是激光清洗的一种常见应用,随着激光掠过锈迹斑斑的金属外壳,锈迹随之迅速脱落,金属材料变得光洁如新。这是如何做到的呢?
要知道激光除锈如何实现,首先我们要知道金属是如何生锈的。以常见的铁制品生锈为例,铁的化学性质比较活泼,空气中的氧与铁反应生成氧化铁,而这种反应在湿度较高的环境下速度更快。形成的氧化铁是海绵状的疏松多孔结构,更容易吸收空气中的水分从而加速生锈的进程。
金属生锈可不仅仅是不美观而已。生锈会破坏其原有结构,导致失去原有的性能,如硬度、抗压性等,严重影响金属的使用性能和寿命。比如轮船出海产生的锈迹影响航速,导致船体受损,如不及时清理甚至会产生危险。
传统的除锈方法包括机械除锈、化学除锈等。机械除锈简单粗暴、费时费力,化学除锈虽然操作相对简单,但产生的废液排放又成了新的问题。这些方法虽然能去除锈迹,但是或多或少都存在操作复杂、耗时长、工作环境恶劣、易造成二次污染等问题。
基于此,激光除锈技术应运而生。由于金属表层的锈蚀层结构疏松,激光发射的能量被其快速吸收,形成急剧膨胀的等离子体,并产生冲击波使锈迹变成较小的碎片脱落。刚才我们提到过,金属锈迹与金属基质成分不同,因而结构也不相同。所以我们只需要控制激光功率的阈值,达到能够熔化锈迹而不对材料造成损伤的水平,就可以达到除锈的目的了。
功率控制得当,甚至不会损伤到手。图片来源:越泰机械科技
我们可以看出,激光除锈有着许多独有的优势。激光除锈效率较高,根据具体激光功率和清理材料不同,通常可以达到几分钟清理每平方米的锈迹。而且工艺灵活,能根据锈蚀程度随时调整,可以达到有针对性地处理锈蚀严重的部位而不损伤金属基质。以船舶除锈为例,船舶锈蚀最严重的部位通常是直接接触海水的管路、船体抛锚处或缆绳口附近。我们可以采用小型激光除锈设备,重点处理这些部位以降低整体成本。
同时,整个清理过程无需接触、成本低廉,不涉及化学反应,因而不会对环境造成二次污染。
激光除锈技术的应用前景十分广阔。在航空航天领域,飞机精密部件长期暴露在恶劣环境中,很容易出现锈迹,一旦影响性能,危险自不待言。激光除锈可以快速有效地去除飞机零部件上的锈蚀,提高使用性能和使用寿命。在文物修复领域,激光除锈可以精确地清除文物表面的锈迹,让千年锈迹下的文物重见天日,而不会对文物本身造成损伤。
每年,全世界生产钢铁总量的约10%会遭腐蚀而变为铁锈,造成的损失极为可观。激光除锈技术作为一种新型的除锈方式,将为更多金属类别,更多工业行业带来新的除锈问题解决方案。