激光清洗在焊前预处理中的应用

不同于传统的抛丸、喷砂、打磨等清理工艺，激光清洗高效快捷非接触的清洗方式与我国工业绿色环保的发展方向是一致的。在钢轨、船舶、汽车、军事装备等方面，对于焊前清理、涂装清理等领域有广阔的发展前景。

以铁路钢轨为例，铁路网络可以说是我国交通网络中至关重要的组成部分，2015年底我国运营铁路总长达12.1万公里，居世界第二。其中高铁里程超1.9万公里，居世界第一。中国高铁运行速度160~320 km/h，要求全部使用无缝线路（道岔、隧道、桥梁、站台等特殊路段除外）；无缝铁路能节省15%以上的维修费用，延长25%的钢轨使用寿命。现如今无缝钢轨已成为我国整个铁路网络的主要铺轨类型，我国铁路线路的无缝化达70%以上。无缝钢轨生产关键工序为钢轨焊接，而钢轨的清洗技术对焊接的影响至关重要。

铁路钢轨表面锈蚀组成：纸质标签、氧化皮、锈、漆、油脂、灰尘组成的多组分混合物。采用传统的砂轮打磨清洗会存在很多问题：

1. 深度打磨，保证清洁度，却破坏钢轨表面弧面形貌。钢轨间及钢轨与轮毂间存在不均匀过渡区及缝隙，列车抖动严重，高速运行列车产生微颤，降低了乘客的舒适性；

2. 减小打磨量，保证弧面形貌，却导致锈蚀残留严重。焊接电流大范围急剧变化（不稳度±（200~1600 A ））。焊接电流大幅变化，使焊缝产生晶粒粗大、灰斑等难以探测的缺陷，埋下了严重的安全隐患；

3. 目前打磨清洗锈蚀残留20%~30%，导致焊接失败率达10%；修复工序极为繁琐，成本达3万元/焊头，制约了无缝铁路铺轨生产进程；

4. 消耗大量砂轮耗材，已对环境造成了粉尘污染，对工人健康产生了严重的危害

5. 铁路维护修理工作繁重，激光清洗技术能够替代人工打磨清洗推动我国高效自动化铁路在线修复工作进程。

采用激光清洗则能避免以上所述问题，具有如下优点：

1. 清洗光源可自适应钢轨弧面形貌，最大程度减少基材破坏，锈蚀清除率大于99%，基材损伤＜0.01 mm；

2. 激光清洗可实现污染物选择性清除，提高清洁度，保护基材；

3. 无耗材绿色清洗技术，消除粉尘污染，大幅降低清洗成本；

4. 清洗光源可利用光纤柔性传输，与机器人集成工作；

5. 大幅提高清洗质量，提升焊接成品率、钢轨焊接强度及可靠性，消除安全隐患。

激光清洗这种高效快捷非接触的清洗方式对于焊前清理、涂装清理等领域有广阔的发展前景。

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