在激光清洗領域，光纖激光器以更高的可靠性、穩定性以及靈活性，已經成為(wei) 激光清洗光源的最佳選擇。作為(wei) 光纖激光器的兩(liang) 大組成部分，連續光纖激光器和脈衝(chong) 光纖激光器分別占據著宏觀材料加工和精密材料加工的市場領先位置。

對於(yu) 新興(xing) 的激光清洗應用，是應該用連續激光還是脈衝(chong) 激光出現了不同的聲音，市場上也出現了使用脈衝(chong) 和連續激光器的兩(liang) 類激光清洗設備。很多工業(ye) 終端用戶在選擇的時候不知道應該如何選擇。傑普特激光就連續和脈衝(chong) 激光器的激光清洗應用進行了對比測試，並分析了各自的特點和適用的應用場景，希望為(wei) 工業(ye) 用戶在選擇相應的激光清洗技術的時候提供有益的參考。

試驗材料

激光型號為(wei) YDFLP-CL-200-12-A為(wei) 脈衝(chong) 激光器，CW-RB-W-2000為(wei) 連續激光器。兩(liang) 款激光器詳細參數對比如表1所示。實驗所用的樣件一為(wei) 鋁合金平板，鋁合金平板的尺寸長寬高為(wei) 400mm×400mm×4mm。樣件二為(wei) 碳鋼平板，碳鋼的尺寸長寬高為(wei) 400mm×400mm×10mm。樣品表麵噴塗白色油漆，樣件一表麵上油漆厚度約20μm，樣件二表麵油漆厚度約40μm。

采用兩(liang) 種激光器對兩(liang) 種材料表麵進行除漆實驗，對激光清洗參數進行優(you) 化，獲得最佳的脈寬、頻率、掃描速度等參數，並對優(you) 化實驗條件下的清洗效果和效率進行對比。

脈衝(chong) 激光清洗漆層實驗

在脈衝(chong) 光除漆實驗中激光器的功率為(wei) 200W，使用的場鏡焦距為(wei) 163mm，激光聚焦光斑直徑約為(wei) 0.32mm。清洗單塊區域範圍為(wei) 13mm×13mm，填充間距為(wei) 0.16mm，鋁合金表麵除漆時激光重複掃描清洗2次，碳鋼表麵除漆時激光重複掃描清洗4次。

                                                                           表 1：脈衝(chong) 激光器與(yu) 連續激光器參數對比

在保證光斑縱向與(yu) 橫向疊加率都為(wei) 50%條件下，試驗激光脈寬、頻率及激光掃描速度的參數（如表2所示）對清洗效果的影響，鋁合金表麵除漆實驗效果如圖1所示，碳鋼表麵除漆實驗效果如圖2所示。

                                                                  表 2：脈衝(chong) 激光清洗鋁合金及碳鋼表麵漆層實驗參數

實驗結果表明，相同頻率下短脈寬比長脈寬更容易將鋁合金和碳鋼表麵漆層去除幹淨，在相同脈寬下，頻率越低越容易對基體(ti) 造成損傷(shang) ，當頻率大於(yu) 某個(ge) 值時，頻率越高漆層去除效果就越差。脈衝(chong) 激光清洗鋁合金表麵漆層的優(you) 選參數為(wei) 15#（激光功率200W，脈寬100ns，頻率60kHz，掃描速度9600mm/s），清洗碳鋼表麵漆層的優(you) 選參數為(wei) 13#（激光功率200W，脈寬100ns，頻率40kHz，掃描速度6400mm/s），這兩(liang) 者參數都將漆層去除幹淨，而且對樣件基體(ti) 基本無損。

圖 1：不同激光參數下脈衝(chong) 激光清洗鋁合金表麵漆層對比圖

連續激光清洗漆層實驗

在連續光除漆的實驗中，使用激光器的功率為(wei) 50%，占空比為(wei) 20%（等效於(yu) 平均功率200W），頻率為(wei) 30kHz。使用的場鏡焦距為(wei) 220mm，激光聚焦光斑直徑約為(wei) 0.2mm。清洗單塊區域範圍為(wei) 13mm×13mm，填充間距0.1mm，清洗鋁合金表麵漆層時激光重複掃描2次，清洗碳鋼表麵漆層時激光重複掃描4次。在激光的功率、占空比和頻率不變條件下，試驗激光掃描速度對清洗效果的影響。

圖 2：不同激光參數下脈衝(chong) 激光清洗碳鋼表麵漆層對比圖

實驗結果表明，相同激光功率和頻率下掃描速度越低，對基體(ti) 造成損傷(shang) 越大。當掃描速度大於(yu) 某個(ge) 值時，掃描速度越快，漆層去除效果越差。連續激光清洗鋁合金表麵漆層優(you) 選參數為(wei) 21#（激光功率200W，頻率30kHz，掃描速度2000mm/s），清洗碳鋼表麵漆層優(you) 選參數為(wei) 37#（激光功率200W，頻率30kHz，掃描速度3400mm/s）。這兩(liang) 個(ge) 參數不但將碳鋼表麵漆層去除幹淨，而且對樣件基體(ti) 造成的損傷(shang) 也相對小些。

優(you) 選參數結果與(yu) 分析

1.宏觀清洗狀況對比

脈衝(chong) 光清洗鋁合金表麵漆層的優(you) 選參數的結果如圖3a所示，連續光清洗鋁合金表麵漆層的優(you) 選參數結果如圖3b所示。使用脈衝(chong) 光清洗後，樣件表麵的漆層被完全去除，樣件的表麵呈現出金屬白色，並且對樣件基材的幾乎無損傷(shang) 。使用連續光清洗後，樣件表麵的漆層也完全被去除，但是樣件表麵呈現出灰黑色，樣件的基材也出現了微熔現象。因此使用連續光對比脈衝(chong) 光來說，更容易對基材造成損傷(shang) 。

圖 3（1）：脈衝(chong) 光與(yu) 連續光除漆宏觀效果對比：左為(wei) （3a），右為(wei) （3b）

圖 3（2）：脈衝(chong) 光與(yu) 連續光除漆宏觀效果對比：左為(wei) （3c），右為(wei) （3d）

脈衝(chong) 光清洗碳鋼表麵漆層的優(you) 選參數的結果如圖3c所示，連續光清洗碳鋼表麵漆層的優(you) 選參數結果如圖3d所示。使用脈衝(chong) 光清洗後，樣件表麵的漆層被完全去除，樣件的表麵呈現出灰黑色，並且對樣件基材的損傷(shang) 較小。使用連續光清洗後，樣件表麵的漆層也完全被去除，但是樣件表麵呈現出深黑色，可直觀看出樣件表麵出現較大的重熔現象。因此使用連續光對比脈衝(chong) 光來說，更容易對基材造成損傷(shang) 。

2.顯微鏡微觀形貌對比

從(cong) 圖4（a）可以看出使用脈衝(chong) 光清洗鋁合金表麵漆層後，樣件表麵的油漆已被完全去除，並且樣件表麵損傷(shang) 小無激光紋路。而使用連續光清洗樣件表，如圖4（b）所示油漆也被完全去除，但是樣件表麵出現較嚴(yan) 重的重熔現象，還出現激光紋路。

圖 4（1）：脈衝(chong) 光與(yu) 連續光除漆後樣件表麵微觀形貌對比圖，左 圖為(wei) （4a），右圖為(wei) （4b）

圖 4（2）：脈衝(chong) 光與(yu) 連續光除漆後樣件表麵微觀形貌對比圖，左 圖為(wei) （4c），右圖為(wei) （4d）

從(cong) 圖4（c）可以看出使用脈衝(chong) 光清洗碳鋼表麵漆層後，樣件表麵的油漆已被完全去除，並且樣件表麵損傷(shang) 小清洗後表麵較為(wei) 平整。而使用連續光清洗樣件表麵如圖4（d）所示油漆也被完全去除，但是樣件表麵出現較嚴(yan) 重的重熔現象，並且樣件表麵凹凸不平。

結論

試驗表明，連續激光器和脈衝(chong) 激光器都可以將材料表麵的油漆去除，達到清洗的效果。在功率相同的條件下，脈衝(chong) 激光器清洗的效率遠高於(yu) 連續激光器，同時，脈衝(chong) 激光器可以更好地控製熱量輸入，防止基材溫度過高或產(chan) 生微熔。

連續激光器價(jia) 格具有優(you) 勢，可以通過使用高功率激光器來彌補效率上與(yu) 脈衝(chong) 激光器的差距，但高功率連續光的熱輸入更大，對基材的損傷(shang) 程度也會(hui) 增加。因此，兩(liang) 者在應用場景上有著根本性的差別。精密度高，需要嚴(yan) 格控製基材升溫，要求基材無損的應用場景，比如模具，推薦選擇脈衝(chong) 激光器。對於(yu) 一些大型鋼結構、管道等，由於(yu) 體(ti) 積大散熱快，對基材損傷(shang) 要求不高，則可以選擇連續激光器。