一、應用背景

在工業生產制造中為減少機械零件在工作時的摩擦和磨損，會對機械設備的零件表面涂覆潤滑油，以提高機械設備的使用壽命，降低能源消耗。潤滑油可以填充機械零件表面的微小凸起和凹陷，形成一層薄膜，以降低零件之間的接觸面積，減少摩擦和磨損，同時還可以起到冷卻和減震的作用，避免零件因過熱而發生變形或損壞。

為了避免零部件受損，定期對設備零件進行保養是確保設備正常運轉、延長設備使用壽命的重要措施。傳統的除油方式存在除油效率低、容易對零件造成損傷、污染環境等方面的不足，亟需一種高效、清洗程度可控、環境友好和易于操作的新型除油技術。激光除油作為一種非接觸、“綠色”的清洗方式，能適配不同規格尺寸零部件的清洗，對使用場地和環境無限制，因此在除油應用領域具有很大的應用前景。

二、激光除油機理

激光除油主要分為燒蝕機理、振動剝離機理和爆破機理。

燒蝕機理是基材吸收激光的能量后，材料溫度急速升高到其熔點和沸點之上，隨后材料通過氣化、分解，脫離基底表面。當激光束輻照到工件表面時，大部分激光能量可被油污吸收，油污溫度瞬間升高，達到汽化點或燃燒點，使其燃燒掉，最終達到清洗的目的。

圖1 燒蝕機制示意圖

振動剝離機制是指在激光的作用下，油污與表面金屬對熱膨脹的響應不同，在受熱膨脹后迅速冷卻過程中，油污與基體間產生應力差，應力的積聚與釋放會傳播為振動波，從而在清洗物與基底接觸界面形成強大的脫離應力，使被清洗物能夠克服其與基底表面的結合力而脫離基底。

圖2 振動機制示意圖

爆破機制是指基底吸收激光束能量后，溫度迅速升高，達到界面處油污汽化溫度或基底汽化溫度，由此產生的蒸汽等氣體瞬間膨脹，高速膨脹壓力波將油污噴射出基底表面，達到清洗的效果。

圖3 爆破機制示意圖