水下激光切割视频

随着世界各国能源问题的凸显，能源的利用和开发变成了炙手可热的话题，对于可再生能源的需求不断增加。现有的水下基础设施已经无法满足需要，需要用合适的现代技术进行拆除。例如，为了提高海上风力发电厂的功率，首先必须拆除目前低于海平面的旧钢架结构，重建更先进的装置设备。

弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所（Fraunhofer IWS）的研究人员开发了一种用于海底切割的短波绿色激光切割方法，与锯子、自动锯线和等离子切割机等常用技术相比，该方法具有多种优势。

研究人员表示，功率超过千瓦级的短波绿色激光器是这项技术实现切割的必要条件。在未来，亦可使用波长更短的蓝色激光器来实现。

短波绿色激光在海底条件下切割钢材。图来源：Fraunhofer IWS

激光切割技术自问世以来，已经取得了长足的发展，早已广泛应用于制造业，但通常是使用红外或其他长波激光在干燥的环境中进行切割，辅助气体与光束同轴，去除切割过程中产生的熔融金属。然而，在海洋环境中，海水对不同波长的光的吸收、反射和散射的程度不同，大部分激光在短距离后被耗散，辅助气体也需要复杂的管道系统。

使用比大多数工业激光器波长更短的绿色激光器穿透海水没有显著损失，降低了功率损耗，因此，这类激光器也更适用于海洋环境中。现有的绿色激光器在水中工作的同时，水可以在压力下将产生的熔体从切口中排出。这种在海洋中大量存在的介质可以取代干燥环境中所需的切割气体，从而消除了对天然气管道的需求。

此外，干燥环境中的激光切割应用中所使用气体和气体混合物（如空气）是需要被提前压缩的，但是水却不需要压缩。因此，用海水作为切割介质，该技术能够便利地去除界面处的熔体残留物。

弗劳恩霍夫IWS激光切割小组的项目负责人Patrick Herwig表示，这种方法还能够应用于带有激光配件的小型水下机器人。因为水下机器人能够在高危、被污染、甚至零可见度的复杂环境中在水下作业，实现比现有的自动锯线、切割机等更高效的切割操作。

另一方面，激光水下切割技术还更加环保。拆卸团队不需要在切割激光器上装载新的刀片或其他耗材，而且这种系统不会产生废弃物或将危险物质释放到大气中。在拆除旧核电站时，这种性能优势格外重要。如果使用气体作为切割介质，放射性废料很可能会随着气泡排除水面。

目前，该技术还处于实验室测试阶段。下一步，研究人员希望将实验室的验证规模发展为实际应用的系统。

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长三角G60激光联盟陈长军转载

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