李喆 1 李航 2 李睿3
中车大连机车车辆有限公司 辽宁大连 116021
摘要：在机车检修当中应用激光除锈技术能够高效清除表面杂质，使机车金属表面清洁度提升，并对对表面的伤害较小，不会产生污染，具有清洁效率高、非接触等特点，适用不同材质的物体清洁，被认为最可靠、最高效的除锈技术。本文对机车检修当中激光除锈技术的应用进行分析。
关键词：激光除锈技术；机车检修；质量控制
传统机车检修主要采用有机摩擦、液体冲击等方面，即便是能够满足除锈的性能需求，但是会对机车表面造成一定的损伤，环境也会受到污染。应用激光除锈技术能够解决传统机车检修产生的问题，弥补技术不足，对机车表面开展无害化处理，这符合绿色环保产业的发展需求。
1激光除锈技术原理与优点
1.1原理
激光除锈主要是依赖激光器产生的脉冲，的具有高强度光束、脉冲激光作用下进行的光物理反应，金属表层当中的污染物对光束进行吸收，吸收之后会出现剧烈膨胀，产生不稳定的高度电离气体，冲击波将会使污染层发生断裂，随之被剔除，光脉冲的宽度要短，这样能够避免金属表层受到影响产生热积累。
1.1优点
与传统清洁技术相比在效果上符合环境保护要求，不会发生化学反应，产生的废弃物为固体，无害无污染，并且能够彻底避免化学清洗产生的任何污染问题的出现，不会与金属表面进行直接接触，不会损伤金属表层，设备运行中只会消耗少量电源，有效地降低了运行成本，激光除锈技术能够对指定区域进行精准清洗，并且配置的自动化设备在除锈当中实现自动化。
2激光除锈技术在机车检修中的应用
2.1锈蚀层
机车金属表层受到侵蚀逐渐形成锈蚀层，既影响机车外观又对后续工作的开展产生负面影响。采用传统除锈方法并不能够彻底、有效的清除锈蚀，反而容易发生返锈现象，对环境也将会产生严重的污染。利用激光除锈技术能够清除锈层，并且不会对机车表面产生损害，还能够避免氧化问题的发生。但是要控制好激光14.93X1011W/cm2，如果功率过小或者过大都会造成机车表面二次损伤，影响到除锈效果。因此，对于机车表层除锈可采用高低能密度相互转换的方式进行清洁，这样还能够提升清除效率。激光功率、扫描次数等都会对机车表面的修饰清洁产生影响，因此，在参数设置上要符合机车表面锈层清除的接受范围，这样才能够清除锈层的同时还不会损伤表层。
2.2氧化层
机车检修中会对轻质合金进行涂装、焊接，在作业之前需要对其表层氧化层进行清除，这样才能够保障涂装、焊接的质量。
通常情况应用化学酸进行清洗，但是如果配比没有得到控制那么将会造成机车表面的损伤和环境污染。而利用激光除锈技术进行清洗氧化层，能够保障外观的完整性，不会影响到内部质量，使焊接效果更为突出。轻质合金在激光清洁下能够有效清除氧化层，激光清洁阈值要符合轻质合金的损伤阈值，清洁速度要保证在3.5mm/s，这样能够达到最佳的清洁效果。通过焊接研究能够发现，激光清洁之后能够改善焊接效果，焊接气孔大量减少。
2.3漆层
机车在长时间运行当中金属器械表层会出现脱离现象，需要对金属器械表层进行重新涂漆，要将原有漆层进行彻底清除。传统方式主要是化学除漆法或者是机械除漆法，会产生极大的噪音，并且劳动强度较大，很容易对机车表层产生破坏，清除效果也并不理想。激光除锈技术能够有效清除油漆，并且改善机车表层的性能，激光除锈会使机车表层中油漆中含有的碳等逐渐降低，激光会与油漆发生反应产生烧蚀而及激光能量会被机车表层涂料吸收，在微结构当中不断地实现扩散，并且更为牢固的嵌入到表层当中，提高附着力。大多数情况下金属在不同激光波段上产生的吸收系数等有着差异性，激光除锈在清洁机车表层时候，有机污染层能够强烈的吸收激光，但是表层基底对激光的吸收较弱，随着温度的提升有机污染层的蒸发点实现气化，这样就能够达到不损伤基底就能够达到清除的目的。而激光的波长、曝光次数等也能够对清除效果产生影响。曝光次数增多，对附着物的影响越大，颗粒也就越小，产生的清除效果也就越明显。
但是激光除锈在机车检修当中的应用还是存在局限性，对于车顶、架构较大的部位清除效果一般，并且不能够单独实施除锈。形状较为复杂的轮芯等部位，不宜采用激光除锈方式，并且单一激光除锈技术并不能够满足复杂的机车检修需求，需要对激光除锈设备进行优化和改进，定制化设备的造价相对较高，需要投入大量成本。但是激光除锈技术能够改善传统清洗技术的劣势，避免大量人力、物力等方面的投入，防止环境污染状况的发生，对于提升金属表面清洁度有着积极地作用。
3激光除锈技术在机车检修中未来发展方向
激光器是激光清洁的主要核心设备，而控制激光器生产成本，对激光除锈技术进行普及推广是关键。为了能够实现这一发展，需要联合不同领域推进激光除锈技术的发展和应用，充分调动科研单位积极性，完善激光产业链。进行大功率激光清洁装置的设计，在应用当中工作人员佩戴专业防护设备，避免激光反射到人体当中。对不同参数下的激光除锈的安全等级进行划分，激光除锈技术要实现工艺优化，增强光源指示效果，确定激光照射的位置，保障激光防护工作有效开展。完整的激光除锈激励需要实验数据给予支持，当前对机车当中不同材质零部件进行的检修过程要进行模拟仿真，这样利用激光数据完成数值模型的构建，将会得到不同参数下的激光除锈效果和热蚀影响，为丰富激光除锈理论提供参考。对当前不同材料的除锈需要最佳清洁阈值，因此，在激光除锈当中可以加入液膜等介质，这样就能够避免超出清洁阈值，使机车受到侵蚀，影响整体除锈效果。同时还需要强化移动平台的建设，完成光纤的有效传输，除锈当中利用光谱等进行实时监测，对除锈效果在线评估，这样即便是针对较为复杂的零部件或者是大型构件也能够开展精密化除锈。
结论
激光除锈技术具有高清洁效果，符合环境保护要求，在操作上稳定高效，非接触也能够完成除锈，在机车检修、金属表面处理等方面的应用广泛，特别是随着激光器更加成熟，对于激光除锈的研究深入开展，国家对环境保护越来越重视，未来激光除锈技术的市场需求将会进一步增大，潜力更加突出，激光除锈技术的推广能够带动机车检修水平的全面提升。
参考文献
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