动车组检修过程中激光清洗技术的应用研究

动车组 检修过程中激光清洗技术的应用研究

孙皓 郑成龙

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 ，青岛， 266111

摘要 动车组检修过程中存在大量的脱漆、除锈、清洗等工作需求。论文首先将激光清洗技术与人工清洗、超声波清洗等传统清洗技术进行对比；然后，从轮轴脱漆、轴箱除锈、配件除污三个维度介绍了激光清洗技术在动车组检修过程中应用状况；最终，根据中车四方股份公司的应用现状分析出其发展瓶颈及解决思路，对激光清洗技术的推广具有一定的参考意义。

关键词 激光清洗、动车组检修、脱漆、除锈、除污

激光清洗技术已运用到军事装备^[1]、航天航空^[2]、汽车加工^[3]、船舶制造^[4]、轨道交通^[5]等多个工业领域。动车组检修中存在较多的清洗需求，中车各子公司现阶段主要采用的是人工清洗、超声波清洗等传统技术^[5]，具有一定的局限性。

1 激光清洗与传统清洗技术对比

传统的清洗方法主要有人工清洗、喷砂、超声波清洗等，需要消耗大量的人力及时间成本。本文主要面向动车组检修研究激光清洗技术，仅对当下中车四方股份公司检修过程中涉及的清洗技术进行分析。

1.1 人工清洗技术

人工清洗技术属于原始的清洗技术，其灵活性与工件大小有关，工件太大时效率大幅度下降；由于是人工用力，打磨时会损坏工件；打磨及清洗时产生的污染物不易集中收集处理。

1.2 超声波清洗技术

超声波清洗技术采用震荡机制，清洗效果较好；小的工件清洗效果好，可以全面无死角清洗；需要承担超声器成本，同时需要大量的有机溶剂成本；超声波清洗会产生刺耳的噪音；清洗过程中空化作用太大可能损坏工件的结构。

1.3 激光清洗技术

激光清洗是一种新兴的清洗技术，它产生的是粉尘和烟尘，集中收集处理较为方便；一次性设备采购成本高，但无需其他费用及消耗，人力成本大幅度降低；工作人员仅需设置好参数后便可以实现自动化清洗、无接触清洗；可一次性清除多种附着物，几乎不会损伤工件。

2 激光清洗技术在动车组检修中的应用及分析

2.1 轮轴激光脱漆探伤清洗应用

轮轴是转向架的核心部件之一，进行高级别的检修时，需要对轮轴等进行脱漆探伤，中车四方股份公司在对激光脱漆^[5]的机理进行研究，形成了车轴激光脱漆清洗工艺，通过大小不同功率的激光分两次先后对轮轴进行处理，可以实现在不伤害轮轴工件的基础上完成有效的激光脱漆清洗工作。

2.2 轴箱激光除锈清洗应用

轴箱极易发生锈蚀，在转向架检修时需要对轴箱外表面进行除锈处理，中车四方股份公司针对轴箱^[5]及其他部件提供了激光除锈清洗方案，较好的改善了检修环境，大大提高了清洗效率。

2.3 机械配件激光除污清洗应用

对于机械配件的清洗检修工作目前仍使用传统检修方式，对人员的依赖性较高，因此，提高现有自主修机械配件的清洗效率刻不容缓。2021年12月，中车四方股份公司引入激光清洗定制设备。清洗间现对设备舱端板、不锈钢安装梁等机械配件进行了激光清洗除污运用，呈现出了较好的除污效果。

图1 设备舱端板经激光除污清洗处理前后

3 动车组检修中激光清洗应用瓶颈

动车组检修中很多工序已经开始使用激光清洗技术，但大范围推广应用仍然存在部分瓶颈。

3.1 粉尘、烟尘收集防护问题

激光清洗设备运行过程中会产生大量粉尘和烟尘，对人体健康有一定的威胁，同时粉尘和烟尘会漂浮到厂房其他区域，影响生产卫生环境，应设置粉尘和烟尘回收装置进行改善。

3.2 一线施工人员无法快速熟悉设备参数设置

技术人员应尽快完善适合一线施工人员快速学习的工艺方案，同时进行参数设置、设备维护保养等方面的专业培训。

3.3 激光防护问题

激光清洗设备无激光遮挡装置，工作人员长时间操作设备会影响身体健康，建议设置激光防护隔档，该隔档可以实现自动升降开闭功能，放置、翻转、收取工件时隔档开启，自动清洗时关闭隔档，防止激光射到工作人员身体上。

3.4 激光清洗工件的质量评估问题

尽管激光清洗设备在调好参数的基础上不会损害工件特性，但安全生产至关重要，质检部门需要根据激光清洗技术制定相应的质量评估准则，真正推进激光清洗技术在动车组检修中的广泛应用。

4 结束语

激光清洗技术已成为未来高端装备制造业不可或缺的技术手段。尤其是动车组检修中，以其绿色、环保、高效、智能的特点，提升了班组的自动化生产水平，满足中车四方股份公司企业转型升级的发展方向。

参考文献：

1. 宋启良,胡振峰,梁秀兵,等.激光清洗技术的发展与应用[J].新技术新工艺,2019(04):1-5.

2. 刘鹏飞. 基于脉冲激光清洗技术的飞机蒙皮除漆工艺及其表面完整性控制研究[D].山东理工大学,2020.

3. 易鑫,李翠,余世文,等.镀铝硅涂层汽车板激光清洗工艺[J].应用激光,2019,39(02):243-249.

4. 张若楠,韦朋余,蒋泽,等.船舶建造领域激光除锈技术研究与应用现状[J].激光杂志,2021,42(05):1-9.

5. 韩晓辉,齐先胜.轨道客车高效优质激光清洗技术的工程应用与前景展望[J].金属加工(热加工),2020(03):11-14.