激光除銹的過程就是光能轉化為熱能的過程。遵循能量守恒定律,多少激光能量汽化多少銹層是有定數的,在宏觀來說,激光功率越大,除銹效率就越高。在微觀來說, 在能量轉化過程中, 總光能=吸收+反射+衍射,其中吸收的光能是有效的,其他光能都被浪費了。 當激光透過透明玻璃時候,幾乎100%被衍射了,因此不產生能量轉化。 當激光照射鋁和銅等高反金屬時候,大部分激光能量被反射浪費了,真正吸收的只有少部分,因此吸收率決定了激光除銹的效率。
激光除銹機主要用光纖激光,波長1064nm,對于該激光來說,除銹的效率主要在于2部分原因,導電性和反射率。 導電性越強,對激光的吸收率越高,反射率越低,對激光的吸收率越高。先把材料分成2部分,污染物和基材。 激光除銹的目的是去除污染物,同時確保不傷害基底材料。 污染物對激光吸收率越高,清洗的效率就越高。鐵銹層雖然不是完美的導體材料,但它的反射率和衍射率非常低,相對吸收率就非常高,外在的表現就是,激光掃描銹跡后,銹跡立馬煙消云散。
使用激光除銹機除油漆為啥效率低,油漆一般是絕緣體,導電性能非常低,且大部分油漆是淺色材料,對激光的反射率較高,所以油漆對激光的吸收率非常低,外在表現就是激光除漆效率很低。 更加糟糕的是,容易傷害金屬基材。 這是因為金屬對激光的吸收率遠高于油漆,金屬吸收激光能量后就會發熱發紅甚至變形。激光除銹需平衡 “清除污染物” 與 “保護基材”—— 理想情況是污染物吸收率高、基材吸收率低(如鐵銹與鋼鐵基材),而油漆與金屬的特性恰恰相反,這也是激光除漆效率低且易傷基材的根本原因。
激光除銹的效率公式可簡化為:效率 = 激光功率 × 材料吸收率 ÷ 反射率。實際應用中,需根據污染物類型(導電性、顏色)與基材特性選擇功率參數,例如針對高反射金屬需提高功率突破反射損耗,而處理油漆等絕緣污染物時,需搭配預處理(如涂層活化)以提升吸收率,避免基材損傷。通過精準匹配能量與材料特性,可最大化激光除銹的效能與安全性。
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