表面严重锈蚀Q345qD钢激光清洗技术研究

葛海芳¹，郭志敏²，张 迪²，范 杰^3*

(1. 宿迁市高速铁路建设发展有限公司，江苏 宿迁 223899; 2. 中国建筑第三工程局有限公司，湖北 武汉 430075;3. 苏交科集团股份有限公司 长大桥梁安全长寿与健康运维全国重点实验室，江苏 南京 210018)

摘　要：　为研究脉冲激光清洗工艺参数对Q345qD钢严重锈蚀表面清洗效果的影响规律，提出了适用于严重锈蚀表面的激光清洗策略。采用脉冲激光器对Q345qD锈层试样开展清洗试验，确定了工艺参数对清洗效果的交互影响趋势，制定了清洗策略优化参数，并对结果进行了验证。研究结果表明，对于200 μm厚的Q345qD锈层，Fe3O4致密氧化层的清除难度远高于以Fe2O3为主的混合物浮锈层，需要通过调节激光功率或扫描速度来加强清洗效果。扫描速度是影响激光清洗效果的最显著因素。在清洗过程中，若设置高能量密度和高搭接率的激光，则会在清洗锈层的同时损伤基材，导致基材表面重熔并发生二次氧化。对于200 μm厚的Q345qD锈层，一次清洗策略最优参数为：扫描功率257.75 W，扫描速度500 mm/s，重复频率100 kHz;两次清洗策略最优参数为：扫描功率161.56 W，扫描速度721.97 mm/s，重复频率100 kHz。经检验，响应面优化结果良好，相比于一次清洗策略，两次清洗策略在保证清洗效果的同时，更加保险安全，避免了对基材的损伤。

关键词：　Q345qD钢; 激光除锈; 响应面分析; 参数优化

基金项目： 宿迁市交通运输科技与成果转化项目(2022Y08)

引文格式： 葛海芳，郭志敏，张迪，等. 表面严重锈蚀Q345qD钢激光清洗技术研究[J]. 市政技术，2025，43(2)：35-44，52. (GE H F，GUO Z M，ZHANG D，et al. Research on laser cleaning technology for severe rusted surface of Q345qD steel[J]. Journal of municipal technology，2025， 43(2)：35-44，52.)