全球市場對工業(yè)清潔產(chǎn)品及設(shè)備的需求日益增長，因此，清潔產(chǎn)品及設(shè)備的質(zhì)量、清潔效果及其對環(huán)境的影響變得日益重要。隨著產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，其對環(huán)境影響的評估已成常態(tài)，許多行業(yè)都在研究如何優(yōu)化自動(dòng)化線性生產(chǎn)的清潔工作。國源激光作為激光行業(yè)領(lǐng)1先者，一直在不斷鉆研，致力于激光行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

齒輪箱作為動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架重要、精密的部件之一，研究精準(zhǔn)、、自動(dòng)化的清洗技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但齒輪箱中的關(guān)鍵零部件集電環(huán)極易銹蝕，極大地影響齒輪箱質(zhì)量、穩(wěn)定性和整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)使用壽命。

集電環(huán)零件的清洗質(zhì)量對動(dòng)車安全穩(wěn)定行駛有著至關(guān)重要的影響，在齒輪箱內(nèi)側(cè)軸承壓蓋的外側(cè)車軸上，安裝了集流環(huán)(外套筒)，接地裝置的碳刷在彈簧壓力的作用下與集流環(huán)保持徑向密貼，集流環(huán)收集車上的漏電電流,通過碳刷、導(dǎo)電板傳導(dǎo)至接地導(dǎo)線。電流的傳導(dǎo)過程為從集流環(huán)、碳刷、導(dǎo)電板、接地導(dǎo)線，后整車接地。因此，對于集電環(huán)表面銹蝕的清洗具有重大意義，不僅可以大大提高使用壽命，還可以保證整個(gè)動(dòng)車的運(yùn)行安全，進(jìn)而尋找一種、高質(zhì)量的清洗方式至關(guān)重要。

根據(jù)國標(biāo)GB8923-88的標(biāo)準(zhǔn)，對集電環(huán)試樣原本銹蝕程度進(jìn)行判斷，發(fā)現(xiàn)鋼材表面已發(fā)生嚴(yán)重銹蝕，因此判斷試樣銹蝕等級為B級。由于表面銹蝕厚度極大，集電環(huán)表面嚴(yán)重銹蝕后在材料產(chǎn)生了許多凹坑，使得表面銹蝕的去除過程變得極為困難，而經(jīng)過激光除銹清洗后可以發(fā)現(xiàn)集電環(huán)表面銹蝕被完全去除，并且基材沒有受到損傷。

經(jīng)過優(yōu)化工藝清洗后的集電環(huán)表面清潔程度達(dá)到Sa2的標(biāo)準(zhǔn)，與原本試樣銹蝕等級為B級的表面相比，呈良好金屬光澤，表面無殘留銹蝕層，無不牢固粘接物，達(dá)到了清洗的效果。

在工件表面污染物中，工件表面附著物與表面之間的結(jié)合主要是由于存在以下各種力：共價(jià)鍵、雙偶極子、毛細(xì)作用、氫鍵、吸附力和靜電力等。其中毛細(xì)力、吸附力和靜電力是難破壞的，激光清洗技術(shù)就是要克服這幾種力。

這些吸附力要比重力大很多（有幾個(gè)數(shù)量級），并且與粒子直徑d有關(guān)系，吸附力隨著粒子半徑減小呈現(xiàn)很慢的線性衰減趨勢，而粒子質(zhì)量m與直徑的三次方成正比，由牛頓定律可知F=ma，當(dāng)粒子尺寸變小時(shí)，吸附力所提供的加速度迅速增大。所以，尺寸越小的粒子，清除起來所需的加速度就越大，這就是常規(guī)的清洗技術(shù)為什么難以清除直徑很小的物體表面附著物。

由于物體表面附著物的成分和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，激光與之作用的機(jī)理也各不相同，用于對此作解釋的理論模型有以下幾種：

1化/光分解激光器產(chǎn)生的激光，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的聚光可以實(shí)現(xiàn)能量的高度集中，聚焦后的激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千度甚至幾萬度的高溫，使物體表面附著物瞬間氣化或分解。

2光剝離通過激光的作用使物體表面附著物受熱膨脹，當(dāng)物體表面附著物的膨脹力大于其與基體之間的吸附力時(shí)，物體表面附著物便會(huì)從物體的表面脫離。

3光振動(dòng)利用較高頻率和功率的脈沖激光沖擊物體的表面，在物體表面產(chǎn)生超聲波，超聲波在沖擊中下層硬表面以后返回，與入射聲波發(fā)生干涉，從而產(chǎn)生高能共振波，使污垢發(fā)生微小爆裂、粉碎、脫離基體物質(zhì)表面，當(dāng)物體與表面附著物對激光束的吸收系數(shù)差別不大，或者表面附著物受熱后會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)等情況時(shí)，可以選用這種清洗手段。

激光清洗方法有4種：

1、激光干洗法，即采用脈沖激光直接輻射去污；

2、激光 液膜方法，即首先沉積一層液膜于基體表面，然后用激光輻射去污；當(dāng)激光照射于液膜上時(shí)，液膜急劇受熱，產(chǎn)生性汽化，性沖擊波使基體表面的污物松散。并隨沖擊波飛離加工物體表面，達(dá)到去污的目的。

3、激光 惰性氣體的方法，即在激光輻射的同時(shí)，用惰性氣體吹向基體表面，當(dāng)污物從表面剝離后會(huì)立即被氣體吹離表面，以避免表面再次污染和氧化；

4、運(yùn)用激光使污垢松散后，再用非腐蝕性化學(xué)方法清洗。目前，常用的是前3種方法。第4種方法僅應(yīng)用于石質(zhì)的清洗中，而一個(gè)完整的激光清洗系統(tǒng)包括：激光器或YAG激光器）、試樣加工臺、導(dǎo)光系統(tǒng)、控制臺、輔助系統(tǒng)（如量熱計(jì)、光束輪廓儀及其附件）。對于激光 液膜的清洗方法，還有液膜沉積系統(tǒng)。當(dāng)采用激光 惰性氣體的清洗方法時(shí)，還應(yīng)該包括惰性氣體的進(jìn)入和排除系統(tǒng)。