所有金属在潮湿的环境中都会遭受腐蚀,这以生锈的方式体现出来。金属设备或金属部件生锈会降低自身的安全性和有效性,甚至导致无法使用。面对这种情况,您会寻找去除锈迹的方法,并且有很多清洁设备可供选择。但是哪种除锈方式更适合您的产品?哪种清洁技术更加有效?在选择除锈方式的过程中,您需要考虑很多因素。这里对新型激光除锈技术与传除锈方式进行了对比,通过了解这些除锈技术的特点,您可以选择适合自己工作的除锈工具。
激光除锈是一种非接触式的清洁工艺,它可以使用激光束去除各种金属表面的锈迹和氧化物。激光除锈的概念可以追溯到20世纪80年代,当时激光首次用于航空航天工业中精细表面的清洁。从那时起,激光清洁技术不断完善并应用于各种工业和商业应用。近年来,激光除锈机因其高效的清洁能力和对基材无损伤的优势而受到广泛欢迎。
激光除锈的工作原理是向金属材料表面发射高功率激光束。在这里,激光束与材料表面的铁锈相互作用,锈层通过吸收能量并迅速升高温度,直到达到其烧蚀阈值,即分子键断裂的点。这导致铁锈的颗粒从基底喷射离开,或者使生锈层完全汽化。
激光除锈机的参数(即功率、波长、重复率、扫描速度和光束直径)经过精心选择,以便仅达到锈层的烧蚀阈值,而不是基材本身的烧蚀阈值。这种以正确的烧蚀阈值为目标,再加上激光除锈可以微米级精度控制的事实,确保了下面的基材不受损坏或损坏非常小。重复激光束的扫描该过程,直到所有锈层都被清除并且金属表面干净为止。
在激光除锈没有出现或者没有被普遍应用之前,有以下几种传统除锈方式在金属清洗领域被广泛应用:
喷砂除锈
喷砂是利用高压推动介质流,将带棱角的、质地坚硬的砂石经喷嘴高速喷射到金属表面,强制去除物体表面的污染物。这种介质最常见的是沙子混合物,包括铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂等。喷砂的优势是对非常大的生锈区域最有效,它可以比其他清洁方式更快的对金属表面进行除锈。另外,喷砂可清洗较厚的生锈基材。由于喷砂使用高压强制去除污染物,因此它可以有效地炸穿较厚的生锈层,将其从基材上去除。
干冰喷射除锈
干冰喷射也称为冷喷射,其除锈方式具有与喷砂相似的特点,它使用的介质是固态二氧化碳。干冰除锈的原理是利用干冰升华吸热的物理特性,当干冰颗粒喷射到锈斑表面时,会产生瞬间的高温和低温反应,使铁锈和金属表面的连接得到破坏,并产生强烈的爆破力,从而将铁锈剥落。同时,干冰清洗还会通过高压气流将干冰喷射到铁锈表面,使铁锈颗粒之间相互隔离,防止铁锈重新生长。干冰清洗的优势是在除锈过程中不会留下任何残留物,更加环保。
化学药剂除锈
化学药剂除锈是采用酸洗的方法,使其与铁锈进行化学反应,从而将金属表面的锈迹、氧化层进行溶解,以达到去锈的目的。这种方法常用的清洗介质有硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、氨基硫酸等,因此也被称为酸洗。对于大型钢结构进行除锈,主要使用硫酸和盐酸,这种强酸清洗效率高,速度快,价格便宜。对于机械工件或精细部件,主要使用磷酸,不容易产生过度腐蚀的情况,减少工件表面的损伤程度。
机械除锈
机械除锈是一种利用机械动力以摩擦作用进行除锈的方法。常见的机械除锈工具包括砂轮、砂纸、磨轮等。这些工具可以用手动或者电动的方式进行操作,通过对金属表面的锈层进行机械打磨,能够有效的去除其表面的锈蚀。机械除锈是一种简单、有效的除锈方法,但是只能去除金属表面的锈蚀,对于深层次的锈蚀效果不明显。
激光除锈出现后受到很多企业欢迎,这是因为它在多个方面比传统除锈更具有优势。在这里,我们将激光除锈和传统除锈进行了对比,以下是多种除锈方式的具体分析:
清洗效果以及对基材表面的影响
l 喷砂除锈可以去除较厚的生锈基材,但是由于这种方法是依靠沙粒的棱角的冲击和摩擦将金属表面的铁锈和氧化皮清除掉,因此喷砂除锈后的材料表面会非常粗糙。这对金属表面会产生很大的伤害,不利于长期使用。
l 干冰清洗可在一定程度上去除铁锈,并且不会划伤和损害基材表面,但是去除效果受到铁锈的种类、厚度等因素的影响。对于锈层较薄的金属表面具有良好的清洗效果,但对于深层、厚重的铁锈无法进行良好的清洗。
l 机械除锈的效果与喷砂除锈相似,由于依靠机械摩擦方法除锈,因此基材表面会很粗糙。另外,机械除锈对于深层次的锈蚀效果不明显。
l 使用化学药剂除锈时,不同的酸洗液具有不同的效果。强酸除锈效果明显,但是容易产生过度腐蚀基材表面的问题,而且清洗不完全的情况下,残存的酸液会引起返锈。
l 激光清洗对于精密零件除锈和大型钢结构除锈都具有良好的效果。目前激光清洗有两种类型,分别是脉冲激光清洗和连续激光清洗。脉冲激光除锈可以更好的控制热量输入,在清洗材料表面锈层的同时防止基材温度过高产生微溶,清洗效果好。这种方式通常用于精密仪器、医疗器械、模具等要求基材表面无损伤的应用场景。连续激光清洗最高功率可达3000W,这种大功率激光清洗方式通常用于汽车、管道、大型钢结构等体积大散热块的应用场景。连续激光清洗对非常大的生锈区域或者较厚的生锈基材都具有良好的清洗效果,且由于采用非接触的清洗方式,因此不会像喷砂和机械除锈一样对基材产生粗糙的表面。
运行成本
l 喷砂除锈需要使用大量的喷料介质,消耗量大,成本高。
l 干冰除锈需要使用干冰作为清洗介质,一方面干冰本身成本高;另一方面,由于干冰的特殊性,其运输和储存成本也要远远高于其他介质。
l 化学药剂除锈需要使用大量酸液进行基材清洗,同样具有很大的消耗量,长期使用,运行成本高。
l 机械除锈使用砂轮、砂纸、磨轮等工具进行除锈,相对于以上三种除锈方法来说成本低很多,但仍然具有较高的损耗,需要在工具磨损后及时更换。
l 激光除锈不需要清洗介质,通电即可使用,仅需消耗少量的电能,运行成本低。使用激光清洗机还需要根据使用情况,定期更换保护镜片,但是这些易耗品相对于其他几种除锈方式的损耗来说,具有很低的成本。
安全注意事项
l 喷砂除锈时,操作员需要穿上严密的防护服,包括严密的头盔,以保护自己不受喷料的危害。
l 干冰除锈时,会导致大量CO2的堆积,因此需要一个通风良好的空间,否则对操作人员会产生危险。另外,使用干冰喷射除锈时,操作员需要佩戴多层防护装置,包括手套、棉服和耳罩,以确保他们的温暖和安全。
l 化学药剂除锈时,操作员需要穿着耐酸液腐蚀的防护服,以免在操作过程中由于酸液飞溅到皮肤上而被烧伤。另外,化学药剂除锈的过程会产生酸性气体,为减少含酸气体对设备的腐蚀和对人体的危害,除锈场地应具有良好的排风设备。
l 机械除锈时,无论是手持还是使用机动工具,都是一种劳动强度高的除锈方式。这种除锈方式操作简单,但需要耗费很多体力,操作员应注意休息,不能长时间进行作业,以免对身体造成损伤。
l 激光除锈是一种更简单,更安全的除锈方式。整个清洗过程没有飞溅的碎屑,操作员不需要穿着厚重的防护服,只需要佩戴激光防护眼镜即可直接开始金属除锈工作。而且光纤激光除锈没有特殊的通风要求,只需要确保机身前后留有20cm以上的通风距离即可,这是为了保证机器可以正常散热。虽然激光清洗更具有安全性,但是仍要注意在除锈过程中,切勿将激光清洗头对准人和眼睛。
环境影响(H3)
l 喷砂除锈设备一方面会产生噪音,需要采取措施进行降噪,以减少噪音对工人和环境的影响;另一方面,喷砂除锈过程中会产生大量粉尘,对环境造成污染和危害,需要采取相应的措施进行防护。喷砂除锈结束后,需要对使用过的砂石进行清理。
l 干冰清洗技术在除锈过程中不会留下任何残留物,是一种环保性更高的除锈方式。
l 化学药剂除锈时,酸洗后的废液对环境污染严重,需要进行处理后再进行排放。清洗后的废液需要按照环境保护法的要求进行处理,不得随意对外排放。
l 激光除锈是一种新型环保的清洗工艺,由于清洗过程不使用化学药剂等清洗介质,因此不会产生污染物,更加环保。
激光清洁已经被证明是维护金属表面并延长其使用寿命的有效且安全的方法。作为一种高度先进的除锈工具,激光清洗机开始逐渐替代传统清洗工艺,因为它可以更精确的除锈,并减少所需的额外资金,总体成本更低。激光除锈也是减少对环境危害最有效的一种工艺。它的出现彻底改变了金属表面清洁方法,在工业清洁中越来越受欢迎。在AccTek Laser,我们为用户提供合适的激光除锈设备,包括100-500W脉冲激光清洗机和1000-3000连续激光清洗机,以应对不同应用场景的除锈需要。要了解有关我们的激光清洁解决方案的更多信息,请立即联系我们。
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