激光输出功率,最终量化为激光能量密度,能量密度与除锈效率成反比,能量密度越高,打的越深,效率越低。能量密度越低,打的越浅,效率越高。
激光输出功率是激光除锈的“能量基础”,除锈过程可简单理解为光能转化为材料内能的过程,能量是守恒的,多少激光能量气化多少锈层是有定数的,需结合时间特性区分两类激光器的参数表述:
连续激光器:平均功率= 峰值功率(Pₐᵥ=Pₚ),功率选择需匹配除锈面积与速度。例如,清除 1mm 厚锈层时,3kW 连续光纤激光器可实现1m²/h 的处理效率,而 5kW 设备可提升至 2m²/h,但需配套冷却系统避免过热。
脉冲激光器:需同时关注单脉冲能量(E)、峰值功率(Pₚ) 与平均功率(Pₐᵥ=E×f):
单脉冲能量决定单次除锈深度(如E=10mJ 可去除 5μm 厚锈层);峰值功率需超过锈层破坏阈值(通常为 10⁵W/cm²),否则仅造成锈层加热而非脱落;平均功率决定处理效率,例如 E=20mJ、f=10kHz 的脉冲激光器,平均功率 200W,处理效率约 0.2m²/h,适用于中小面积除锈。
工程应用中,需根据锈层厚度(5μm-100μm)、工件材质及处理速度要求,动态匹配功率参数,避免功率不足导致除锈不彻底,或功率过高造成基体损伤。