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。為了不影響列車的安全運行，鐵軌除銹非常必要。

本案例中，采用實驗的方法測試了和評估了使用兩款光纖激光器進行鐵軌銹蝕層清洗的清洗效果和清洗效率。

實驗將測試和評估IPG的YLPN-100-30*100-10-1000和YLPN-10-30*400-20-200這兩款光纖激光器（詳細參數(shù)見表1）對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)控平臺或機械手，滿足不同的表面清洗要求。實驗系統(tǒng)具體實物圖如圖1所示。

圖1：激光清洗鐵軌銹蝕層的實驗系統(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激光器進行清洗實驗。實驗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，可以實現(xiàn)非常好的清洗效果。

接下來，我們使用YLPN-10-30*400-20-200激光器進行清洗實驗方案。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步驟，這兩個步驟的區(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、更細微的銹層清除。具體的參數(shù)配置如表3所示。

實驗結(jié)果顯示，經(jīng)過這功率一高一低的兩個步驟的清洗后，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。