让金属重获新生——激光除锈技术

2023-12-13 10:02

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。

让金属重获新生——激光除锈技术

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。