海洋腐蚀造成的安全隐患和经济损失是船舶领域一直关注的重点和难点，随着相关法律法规的出台，以及航运业对船舶及其锈蚀部件清洗的改进需求，使得传统除锈方法出现的低效率、低精度、不同程度的基底损坏、化学污染、资源浪费和职业危害等问题更加突出。激光除锈技术是一种非接触式的绿色除锈方法，具有高效率、低成本、可实现自动化等优点，近年来已成为船舶领域的热门研究方向。介绍了激光除锈技术的国内外研究现状，对典型的激光除锈方法和机理进行了说明，阐述了工艺参数对船用钢激光除锈时的影响、激光除锈与其他相关技术的结合应用等，展望了激光除锈技术在船舶领域实施较大规模应用的发展前景，为未来激光除锈技术在船舶领域的应用提供了一定的参考。

激光除锈是解决船用钢表面腐蚀的有效手段，激光除锈参数的不同会导致除锈效果和耐腐蚀性能的差别，因此有必要系统研究激光除锈后钢表面耐腐蚀性能的变化规律。本文以EH36船用钢为研究对象，研究激光能量密度和扫描速度等参数对耐腐蚀性能的影响，研究表面形貌和元素成分的变化，阐明激光参数对腐蚀性能的影响规律，在此基础上确定耐腐蚀性能最优的激光除锈工艺。研究表明：EH36钢的耐腐蚀性能随激光能量密度和扫描速度的增大呈现先提高后降低的趋势，在最优参数下钢表面的氧含量符合耐腐蚀要求。当激光能量密度为3.820 J/cm²时，激光能量过量烧蚀基底，金属基底的晶粒尺寸变小、晶粒细化，晶界处活性位点密度变高，有利于金属的溶解，并降低了金属表面腐蚀产物的稳定性，从而降低耐腐蚀性能。在2.546 J/cm²激光能量密度、3000 mm/s扫描速度下，EH36 钢表面具有最优的耐腐蚀性，腐蚀电流密度比原始材料降低了57%。

基于机器视觉技术, 提出钢材表面锈蚀物激光清洗检测方法。构建了激光清洗视觉检测系统, 采用SURF算法对采集图像进行连续拼接, 基于HSV色彩空间转换方法, 获得钢材锈蚀物的HSV阈值, 同时采用中值滤波方法去除干扰像素点。结果表明, 基于机器视觉的激光清洗检测方法, 实现了激光清洗过程钢材锈蚀表面的视觉检测, 与灰度阈值提取方法相比, 提高了检测精度, 可为钢材锈蚀表面的激光清洗质量提供量化评价。

针对传统除锈工艺在桥梁养护中的一些问题,进行了激光智能除锈的工艺及设备研究。为实现智能识别工件表面锈迹及除锈,采用Python及OpenCV视觉库对16Mn钢表面锈迹进行识别,通过一系列图像处理算法识别出生锈区域,得到生锈区域的位置信息、生锈等级、尺寸信息等,随后使用100 W激光除锈系统对识别出的锈迹进行清除,并对除锈后的工件再次进行识别检测。应用机器视觉辅助的激光去除锈蚀系统后,16Mn表面C、O元素的质量分数下降至5%以下。机器视觉辅助下的激光智能除锈可以快速、高效地识别出工件表面的锈蚀,并利用视觉算法和工艺数据库快速匹配相应的加工工艺参数,从而提高了加工效率、降低了人工成本。

为了研究激光除锈工艺应用于高速列车集电环的可行性, 根据激光除锈效果和清洗效率, 确定了集电环的最优激光清洗参量, 即在激光覆盖试样整个表面的光斑搭接率为29.3%时,激光功率为16W, 激光重复频率为70kHz, 激光扫描速率为1.0m/s。采用最优工艺参量对集电环试样进行激光除锈, 通过扫描电镜和金相显微镜观察原始试样和激光除锈后试样的表面微观组织; 采用新的实验分析手段分析对比原始试样和激光除锈后试样表面硬度和表面力学性能; 室温条件下采用LINSES电阻率测试仪对激光清洗前后试样的电阻率进行测量。结果表明, 激光除锈后试样表面没有发生重熔和相变; 原始试样和激光除锈后试样表面硬度和表面力学性能对比没有发生明显变化; 由于表面粗糙度的增加以及部分晶体点阵发生的晶格畸变, 增加了电子散射的几率, 使电阻率提高8.3%, 但仍符合使用规范。激光除锈技术对集电环基底表面性能没有产生显著影响, 该工艺适用于高速列车集电环表面除锈。

激光除锈是时下一种非常热门的金属表面清洗工艺，在HT200表面除锈领域具有巨大的发展前景。采用1 064 nm波长的脉冲激光器，通过激光除锈的机制和模型从原理上分析了激光功率、激光频率、扫描速度和扫描次数对激光除锈效果的影响。通过观察清洗后的HT200表面元素含量和扫描电镜观察论证了激光除锈的良好效果。通过硬度和表面粗糙度测量发现在激光作用下HT200表面产生硬化，并且HT200表面达到精加工的标准，清洗等级达到Sa 2.5，从而达到理想的激光清洗效果。

激光除锈是一种新兴的绿色除锈技术,近年来得到了广泛的关注。采用脉冲光纤激光器,对深度锈蚀钢板进行了除锈工艺研究,包括扫描速度、扫描策略、激光重复频率等。结果表明,对于深度锈蚀钢板,采用高低扫描速度组合能获得良好的除锈效果; 激光重复频率及扫描间距也对除锈效果有很大的影响,存在一最佳参数,过低由于激光能量输入大造成二次氧化,过大由于激光能量小难以将锈蚀清除干净。最后获得了优化的工艺参数为激光功率19.5 W,扫描间距0.03 mm,激光脉冲频率50 kHz; 先采用低扫描速度800 mm/s扫描4次,然后采用高扫描速度3 000 mm/s扫描2次。

采用脉宽为10 ps的皮秒激光对热轧Q235钢板进行了除锈工艺试验研究, 通过单因素试验法, 得到了激光平均功率密度、光斑重叠率及扫描轨迹重叠率对去除效果及表面形貌的影响规律, 并获得了优化的工艺参数。结果表明, 过大或过小的激光平均功率密度会致使工件二次氧化或除锈不完全; 当光斑重叠率与扫描轨迹重叠率同为30～40%时会获得较好的除锈效果; 采用高、低能量密度交替的清洗方式可以获得相比固定参数清洗更好的清洗效果, 同时可以提高清洗效率。最后利用优化参数清洗得到的工件表面氧元素含量相比未除锈工件降低了92%。