激光清洗的原理，是利用高能激光與被清洗工件表面物質(zhì)的相互作用，被清洗的物質(zhì)在高能激光的作用下，瞬間氣化或者受熱膨脹從基底脫落，從而達(dá)到工件清潔凈化工藝的目的。

清洗所使用的功率，從十瓦到幾千瓦不等，具體功率的選擇根據(jù)清洗目標(biāo)而定。激光可以清洗工件上的各種污垢，如除油污、除銹、除漆、除氧化層以及各種涂層等。其中激光除銹已經(jīng)是一種常見(jiàn)應(yīng)用。下面介紹激光鐵軌除銹的案例。

鐵軌除銹案例

鐵軌由于常年暴露在空氣中，加上風(fēng)吹日曬雨雪寒霜，表面很容易生銹。為了不影響列車(chē)的安全運(yùn)行，鐵軌除銹非常必要。

本案例中，采用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)試了和評(píng)估了使用兩款光纖激光器進(jìn)行鐵軌銹蝕層清洗的清洗效果和清洗效率。

實(shí)驗(yàn)將測(cè)試和評(píng)估IPG的YLPN-100-30*100-10-1000和YLPN-10-30*400-20-200這兩款光纖激光器（詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表1）對(duì)于鐵軌銹蝕層的清洗效果。激光器均工作在脈沖模式下，配備IPG中功率掃描振鏡，在不同的掃描方法和工藝參數(shù)下，搭載數(shù)控平臺(tái)或機(jī)械手，滿足不同的表面清洗要求。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具體實(shí)物圖如圖1所示。

圖1：激光清洗鐵軌銹蝕層的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

圖2：鐵軌氧化皮表層的三氧化二鐵（Fe2O3）黃色銹層和更深層的黑色銹層。

首先使用YLPN-100-30*100-10-1000激光器進(jìn)行清洗實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中選擇的具體清洗參數(shù)配置如表2所示。

圖3：使用YLPN-100-30*100-10-1000激光器僅清洗掉了鐵軌表面的黃色銹層，而更深層的黑色銹層依然存在。優(yōu)化聚焦光斑在0.8mm，可以實(shí)現(xiàn)非常好的清洗效果。

接下來(lái)，我們使用YLPN-10-30*400-20-200激光器進(jìn)行清洗實(shí)驗(yàn)方案。為了獲得更好的清洗效果，利用YLPN-10-30*400-20-200激光器的清洗分為兩個(gè)步驟，這兩個(gè)步驟的區(qū)別主要是使用的激光功率不同，第一步的功率稍大些，用于大面積清洗銹層；第二步功率降低，用于更精密、更細(xì)微的銹層清除。具體的參數(shù)配置如表3所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)這功率一高一低的兩個(gè)步驟的清洗后，鐵軌表面的黃色銹層和黑色銹層都完全清洗掉，清洗后的鐵軌潔白光亮，如圖4所示。

圖4：使用YLPN-10-30*400-20-200激光器清洗，鐵軌表面的黃色銹層和黑色銹層都完全清洗掉，獲得基材本體顏色的清洗效果。