李玉飞
衡水中铁建工程橡胶有限责任公司
摘要：桥梁以及建筑类橡胶支座生产原材料中包括大量的钢板，这些钢板需要除去氧化皮以及锈蚀来保证与胶粘剂的黏合效果，进而保证钢板与橡胶部分的粘合力。此外还有橡胶板座使用的钢制模具需要进行清理，以除去型腔内的锈蚀、油污等。激光清洗能够有效对金属表面进行处理，除去附着的杂质和金属氧化物，具有无污染、对基体影响小、工作环境好等优点。本文综述了激光清洗在橡胶支座生产行业中的应用研究。
关键词：激光清洗；金属表面处理；除锈
钢板是生产桥梁以及建筑类橡胶支座的原材料，是橡胶支座的重要组成部分，需对表面进行除污才能用于生产，目前橡胶支座生产行业仍然在大量使用抛丸、酸洗等工艺对钢板表面进行处理，存在工作环境差、劳动强度高、自动化程度低、除污效果不稳定等问题。激光清洗在包括钢板在内的金属的表面处理上有灵活性强、稳定性高、清洗质量好、效率高等优点，尤其对处理锈蚀、油污有非常好的效果。经过十余年的发展，我国激光清洗技术已经日渐成熟，在装备技术水平和综合运用成本等方面已经可以满足各种工业生产行业的使用需求。本文指出了目前激光清洗技术在橡胶支座行业应用存在的技术问题，为该技术在橡胶支座行业规模化应用提供参考。
一、激光清洗的技术特点
激光清洗是光与物质发生一系列的物理以及化学变化，激光脉冲作用于金属表面，与污染物、氧化物产生光物理反应，破坏污染物与金属基体间的共价键、双偶极子、毛细作用、氢键、范德瓦耳斯力和静电力等。激光辐射可以使金属基体表面的污染物以极快的速度蒸发、破碎剥离、振动弹出，从而让金属基体表面暴露出来。激光清洗能够通过调整功率和清洗速率来达到不同程度的清洗效果，能够在一定程度上达到不同的清洗效果。
激光清洗分为三大类：激光干式清洗、激光湿式清洗、激光等离子体清洗。在橡胶支座生产行业中，激光干式清洗技术由于其操作简便、方便管理的特点得到了青睐。激光干式清洗不需要其他辅助材料，是将激光直接照射到待洗工件上，由于一般金属基体和污染物对于激光的吸收率存在很大的差异，污染物会更多地吸收激光能量，而金属基体则将激光的部分反射出去，所以激光能够比较有针对性的作用于污染层，在污染物被清除后，激光大部分被基体反射出去，这样使得基体不会受到过高的损伤。在激光清洗时，也应当选择适当的功率和时间，避免基体被激光破坏
激光清洗的特点主要有：
（1）激光清洗属于绿色无污染的清洗技术，对环境影响很小；
（2）激光清洗不需要接触清洗部件，可以非常方便地对不同形状、尺寸的零件进行清洗；
（3）激光清洗不对基体表面产生机械作用力，对零件形状不产生影响；
（4）激光清洗可以有效避免二次污染问题；
（5）激光清洗技术更加容易实现自动化，工艺稳定性更高，效率提升空间更大。
二、激光清洗技术在橡胶支座生产中的应用
（一）激光清洗在橡胶支座用钢板表面处理中的应用
钢板表面处理是橡胶支座生产制造中的关键部分，钢板表面的氧化层、油污、微粒会严重影响最终橡胶与钢板的粘接强度，最终影响产品的性能和质量，甚至可能导致产品的报废。
目前行业中普遍使用抛丸工艺进行钢板清洗，抛丸工艺能够有效地去除锈蚀和氧化层等杂质，但是对油污以及一些附着物的处理效果并不理想，尤其是当钢板原材料有较多油污时，大量的油污甚至会污染钢丸，最终造成抛丸钢板产生批量的质量问题。也有部分会采用酸洗、有机溶剂清洗等工艺，这类工艺对油污有良好的清洗效果，但是这种清洁方式在对油污进行清理的同时会产生大量的不易处理的污染物，随意排放会造成环境污染，这样处理方法会对对企业造成环保压力，不符合工业制造发展在环保方面的要求。
激光清洗能够有效地去除钢板表面的各种杂质，这种工艺适用于各类金属产品，是目前被公认的可靠、有效的解决各类物品表面清洗的一种工艺。它对金属氧化层、油污、微粒等可以进行无害化处理，符合我国当前对工业环保的要求。激光清洗非常适合用来处理橡胶支座所使用的钢板，它处理过的钢板可以与胶粘剂进行良好黏合，最终完成的橡胶支座也能够保证具有良好的质量。
（二）激光清洗在橡胶支座模具清洗中的应用
所有的橡胶支座生产都需要模具，每一种产品都有一套甚至多套模具，橡胶支座模具与橡胶支座产品的表面质量和产品尺寸息息相关。这些模具在生产中或多或少的会受到油污、炭黑等物质的污染，也会产生一些腐蚀，当这些问题积累到一定的程度，就会对产品表面质量产生影响，还会影响产品出模。因此，有必要解决橡胶支座模具型腔被污染的问题，目前橡胶支座模具产品清洗多采用打磨或者化学清洗的方式，但是这两种方式都会对模具造成不同程度的损伤，多次使用后会严重影响模具的配合，导致模具质量下降，严重缩短模具寿命。此外，化学方法存在环境污染的问题，同时也会对操作者的健康产生威胁，要求操作者采用合乎要求的防护措施。因此橡胶支座生产所用的模具需要一种清洁、高效的清洗技术。
激光清洗操作简单、对模具影响小、对环境友好，是十分适用于橡胶支座模具清洗的一项清洗工艺。激光清洗技术对于微小颗粒的清洗效果是无可比拟的，既不会像机械式清洗伤及基体，也不会像化学清洗那样引入另一种污染物。
（三）激光清洗技术在设备保养中的应用
在橡胶支座生产过程当中，机械设备表面会沾染并积累一定的油污、粉尘、废漆、胶粘剂、锈蚀等污染物，为了设备的正常运转和洁净美观，需要定期进行清洁。目前一般使用清洁剂进行擦洗，但是这种方式对厚度较厚并且附着顽固的非水溶性污渍难以取得很好的效果，需要耗费很大的人力进行清洁。干式激光清洗设备已经有便于手持的设备，可以由人工操作对设备进行清洗。
三、激光清洗技术发展方向
激光清洗技术与传统的抛丸、酸洗等传统工艺相比有其独特之处，这种工艺更加便于控制，其作用效果也方便被观察，十分适合用于自动化生产，这也是当前橡胶支座生产行业的发展趋势。当激光清洗设备由人工进行操作时，其精细程度较低，生产效率不高，而目前针对橡胶制品行业所推广的激光清洗技术多为人工操作，还没有形成成熟且高效的自动化生产方式，一部分自动化方案也是以手持式激光清洗设备为基础的自动化改造。这些方案在激光清洗部分的效率与自动化生产工艺不匹配，导致其在生产效率上仍然没有很大提升，与传统工艺相比没有明显的效率优势。因此，需要为钢板类工件设计更加有针对性的高效的自动化激光处理系统。
激光清洗技术也应当应用智能控制技术，激光清洗适用于各式各样的零件，对复杂和多样的零件有很好的适应性，智能控制技术与激光清洗相结合后，可以使同一条生产线适用于多种不同的零件，尤其在橡胶支座生产中需要用到许多不同厚度、尺寸和形状的钢板，智能控制技术可以精确控制清洗区域，从而使设备运行高效、节能。
综上所述，激光清洗技术具有高效、环保、适应性强等诸多优点，能够在橡胶支座生产当中发挥巨大的作用，对现有的支座用钢板清洗工艺、模具清洗工艺、设备保养方法的变革起到引领作用，帮助企业更好地实现自动化和智能化，促进整个橡胶支座生产行业的发展。
参考文献
[1]刘鹏飞,王思捷,刘照围,等.激光清洗技术的应用研究进展[J].材料保护,2020,53(04):142-146.
[2]朱国栋,王守仁,成巍,等.激光清洗在金属表面处理中的应用研究进展[J].山东科学,2019,32(04):38-45+73.