翔明激光王永久：激光清洗是未来工业清洗发展趋势和首选

近日,“2020 中国交通产业智能制造大会暨第二届中国交通先进焊接及焊接工艺高峰论坛暨第二届中国交通智能装备产业峰会”在青岛成功举办。本届大会由国家高速列车技术创新中心、青岛轨道交通产业示范区、青岛市轨道交通装备产业协会等联合主办,吸引了来自全国各地200余名行业精英、资深专家、优秀企业家参加,并就交通智能装备产业、先进焊接及焊接工艺等核心内容展开了多维度的深入交流,旨在聚焦交通产业优质项目,实现全产业链资源交流互通,助力行业优化升级。

2020中国交通产业智能制造大会正式开幕

其中,武汉翔明激光科技有限公司(下简称“翔明激光”)副总经理王永久在先进焊接及焊接工艺高峰论坛上,作了“基于轨道交通行业的激光清洗工艺与应用探讨”的主题演讲,介绍了翔明激光的激光清洗技术原理、多种场景应用的激光清洗设备以及在轨道交通典型装备上的应用和案例,受到与会嘉宾的广泛关注。

翔明激光副总经理王永久在论坛上作主题分享

智能精密、绿色环保的激光清洗工艺

激光清洗技术是近10年来飞速发展的一种新型清洗技术,具有清洗干净、效率高、非接触、绿色环保等优点,不但可以用来清洗有机的污染物,也可以用来清洗无机物,包括金属的锈蚀、金属微粒、灰尘等,应用范围包括:除锈、去除氧化膜、脱漆、去油污、文物修复、除胶、去镀层涂层等。

据王永久介绍,激光清洗的基本原理是利用清洁基体与污染物对某一特定波长的激光吸收系数的差异,或两者熔点、沸点温度差距,使污染物吸收激光能量后,气化挥发、振动、瞬间受热膨胀,最终剥离基体表面,从而达到清洗的目的。

激光清洗原理示意图

目前,我国的清洗市场非常广阔,仅工业清洗市场就达上千亿人民币规模。

尤其在现代高端行业设备清洁领域如航空航天、轨道交通、汽车制造等,长期以来都存在清洗面积大、清洁难度大、精度要求高、工作效率慢等痛点,市场的需求也催生了激光清洗产业更高的行业要求。

“随着工业化进程的加快和环境污染问题的严峻,高效环保的激光清洗将是工业清洗的必然发展趋势。”王永久表示道。

在此背景下,翔明激光于2016年创立于武汉中国光谷未来科技城,专注于激光清洗工艺研发与装备制造。公司依托华中科技大学雄厚科研实力和10余年的技术积累,拥有自主知识产权专利近20项,现已生产多种激光清洗产品并广泛运用于多个先进工业制造领域。

经过多年的技术积累和项目实践,翔明激光建立了各类基材和各类污染物的激光清洗工艺库,针对不同的应用场景,从表面形貌、组织成分和力学性能等方面开展全方位评估,可实现激光清洗过程中无污染产物、作业环境良好、适应性极佳、清洗区域及深度精密可控等。

目前,翔明激光已开发了便携系列激光设备、自动化高功率设备、管道清洗系列设备以及可定制化的系列应用设备等多款激光清洗产品,覆盖多种工业应用场景,完美契合高端设备生产制造及维修保养对绿色环保、智能精密的需求。

激光清洗在轨道交通制造养护中的广泛运用

对比在轨道交通行业常见的几种清洗方式,王永久发现,器械清理存在粉尘飞散、噪音污染、清理效果不均匀、安全隐患大等问题;超声波清洗尺寸受限、离线清洗耗时长、增加烘干程序、设备占地面积大;化学清洗环境污染严重、职业健康危害大、耗材费用高、程序复杂;传统的手工清理更是清理效力低、劳动强度大、清理效果不均匀。

相比之下,激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等特点,可以实现清洗区域厚度精确可控、清洗质量均匀一致、检测及控制智能化、清洗无损伤、降低清洗作业难度,并具有绿色环保、免维护、运行费用低、改善作业环境等优势,被认为是最可靠、最有效的精密设备清理解决办法。

以激光清洗在不锈钢列车制造环节中的应用为例,可有效去除不锈钢表面油污、拉丝墙板点焊焊痕、不锈钢电弧焊后氧化、拉丝墙板激光焊残胶等,效果极佳。

焊后氧化膜激光清洗对比图(上为清洗前,下为清洗后)

不锈钢点焊焊痕激光清洗对比图(左为清洗前,右为清洗后)

同时,在列车维保检修中的典型零部件清洗,激光清洗也具有传统机械清理和化学清洗无可比拟的清洗效果和优势。针对列车检修关键部件的油污、锈蚀,采用激光清洗技术可实现免拆解,有效解决目前人工清洗存在的效率低、一致性差等问题。

列车维保检修中典型零部件清洗需求图

另外,翔明激光已完成多个高端制造环节中激光清洗对传统清洗方式的替代。如在某变速箱公司齿轮清理环节,以激光清洗替代原先的超声波清洗,将使用成本降低了50%以上,且大大提升了综合产品合格率。

变速箱齿轮激光清理设备(左)及齿轮清洗后焊缝(右)

在火箭贮箱环缝焊前使用激光清理氧化膜,替代以前的刮削方式,使焊缝质量达到QJ2698A I级标准;在电动汽车铝合金车身使用激光除氧化膜替代机械打磨,提高效率与质量并有效降低劳动强度;在货运列车车钩除油环节,以激光除油替代汽油擦洗,大幅提升了除油效率。

汽油擦洗与激光清洗对比图(上为汽油擦洗,下为激光清洗)

尤其值得一提的是,在高铁铝合金车体焊前焊后,翔明激光还设计了清焊一体高效清洗技术方案,将激光清洗设备与现有的自动焊设备集成,通过距离探测器及控制装置自动调节激光焦距,实现铝合金长大焊接件的清焊一体模式作业,解决了长大焊接部件二次氧化、重复清理问题,填补了轨道车辆领域铝合金车体激光清洗应用空白。

清焊一体化激光清洗设备图

最后,王永久表示:“随着中国新基建进程的加快,轨道交通设备领域将进一步向轻量化、智能化、环保化迈进,激光清洗在动车的制造和养护方面都有着巨大的应用范围和行业优势。未来翔明将根据车间具体场景的应用需求,以先进技术优势和丰富产品经验,为客户提供更安全、更高效、更环保的产品与解决方案,着力推进激光清洗设备成为车间标配。”