[發(fā)明專利]激光清洗裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710105789.0
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106925893B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高文焱;王軍龍;王學(xué)鋒;李廣;李本海;薛亞飛;閆貝貝;張亞超
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/142;B23K26/70
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明公開了一種激光清洗裝置及方法。該裝置包括激光源、氣體噴嘴、氣體輸送模塊、反射鏡、電機(jī)、電動滑臺和煙霧吸收器；激光源朝向待清洗管道內(nèi)腔發(fā)射激光束；反射鏡將激光束反射至待清洗內(nèi)壁層；氣體輸送模塊連通氣體噴嘴，將壓縮氣體傳輸至待清洗管道內(nèi)腔；激光源、氣體噴嘴和電機(jī)同軸線設(shè)置，且所述同軸線與待清洗管道軸線重合；反射鏡固定于電機(jī)上；電機(jī)固定于電動滑臺上，且繞待清洗管道軸線旋轉(zhuǎn)；電動滑臺沿待清洗管道軸線移動；氣體噴嘴貼合激光源外壁；煙霧吸收器與氣體噴嘴對應(yīng)設(shè)置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有激光清洗裝置對管道內(nèi)壁進(jìn)行清洗時存在操作困難且清洗效果不佳的問題，實現(xiàn)了簡化管道內(nèi)壁清洗，以及提高管道內(nèi)壁清洗效果的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光清洗技術(shù)，尤其涉及一種激光清洗裝置及方法。

背景技術(shù)

激光清洗是一種新興的表面處理技術(shù)，其利用高能量激光束照射待清洗工件表面，使表面的污物、銹斑或涂層發(fā)生瞬間蒸發(fā)、氣化或剝離，高速有效地清除對象表面附著物或表面涂層，從而達(dá)到清潔工件表面的目的。激光清洗具有清洗效果好、控制精度高、應(yīng)用范圍廣、運行成本低等優(yōu)點，因而得到越來越廣泛的關(guān)注。

現(xiàn)有的激光清洗裝置被應(yīng)用于管道內(nèi)壁清洗時，存在以下缺陷：一方面，由于激光清洗加工頭上集成有激光源輸入端、光束傳輸系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等，因此往往具有較大體積，不易實現(xiàn)在管道內(nèi)的自由運動以及激光束聚焦位置的調(diào)整，進(jìn)而較難進(jìn)行管道內(nèi)壁的清洗；另一方面，由于管道內(nèi)部屬于半封閉空間，激光清洗產(chǎn)生的粉塵、顆粒不易排出，直接影響光束傳輸，污染光學(xué)元件，造成清洗裝置損壞、清洗效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種激光清洗裝置及方法，以實現(xiàn)簡化管道內(nèi)壁清洗，以及提高管道內(nèi)壁清洗效果的目的。

第一方面，本發(fā)明提供了一種激光清洗裝置，包括激光源、氣體噴嘴、氣體輸送模塊、反射鏡、電機(jī)、電動滑臺和煙霧吸收器；

所述激光源用于朝向待清洗管道的內(nèi)腔發(fā)射激光束；所述反射鏡用于將所述激光束反射至所述待清洗管道的待清洗內(nèi)壁層；所述氣體輸送模塊連通所述氣體噴嘴，用于將壓縮氣體經(jīng)所述氣體噴嘴傳輸至所述待清洗管道的內(nèi)腔；

所述激光源、所述氣體噴嘴和所述電機(jī)同軸線設(shè)置，且所述同軸線與所述待清洗管道的軸線重合；所述反射鏡固定設(shè)置于所述電機(jī)上，且與所述待清洗管道軸線呈預(yù)設(shè)角度設(shè)置；所述電機(jī)固定設(shè)置于所述電動滑臺上，且以第一預(yù)設(shè)速度繞所述待清洗管道軸線旋轉(zhuǎn)，用以當(dāng)所述激光束反射至所述待清洗內(nèi)壁層時，形成環(huán)繞管道內(nèi)壁的光斑；所述電動滑臺以第二預(yù)設(shè)速度沿所述待清洗管道軸線移動，且所述第二預(yù)設(shè)速度與所述第一預(yù)設(shè)速度匹配設(shè)置，用以使激光清洗軌跡的搭接量大于零；

所述氣體噴嘴貼合所述激光源的外壁，且與所述激光源同步移動，用以確保所述激光束始終反射至所述待清洗內(nèi)壁層上；所述煙霧吸收器與所述氣體噴嘴對應(yīng)設(shè)置，用于吸收所述壓縮氣體。

進(jìn)一步地，所述激光清洗裝置還包括夾持工具，用于固定所述待清洗管道。

進(jìn)一步地，所述電動滑臺的移動方向與所述壓縮氣體的噴射方向相反。

進(jìn)一步地，所述激光束為脈沖式激光束或連續(xù)式激光束；所述激光束經(jīng)準(zhǔn)直聚焦且焦距可調(diào)。

進(jìn)一步地，所述壓縮氣體為壓縮空氣或壓縮惰性氣體。

進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)角度為10°～80°。

第二方面，本發(fā)明還提供了一種激光清洗方法，包括：

開啟伸入待清洗管道內(nèi)腔的激光源，調(diào)整所述激光源與反射鏡的相對位置，以使所述激光源發(fā)射出的激光束反射至所述待清洗管道的待清洗內(nèi)壁層上；

啟動氣體傳輸模塊，以使壓縮氣體經(jīng)氣體噴嘴被傳輸至所述待清洗管道的內(nèi)腔，同時啟動煙霧吸收器，以吸收所述待清洗管道內(nèi)腔中的壓縮氣體；