[發(fā)明專利]一種激光清洗用板件夾持裝置及清洗方法

有效

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• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108526140B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 韓曉輝;單旭光;曹金山;韓德成;方喜風
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;B08B13/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明涉及用于激光清洗的夾具，尤其涉及一種激光清洗用板件夾持裝置及清洗方法。該裝置包括主體支架和可翻轉地設于主體支架上的框架，框架內設有第一橫梁和第二橫梁，第一橫梁和第二橫梁上均設有夾緊機構，第一橫梁和第二橫梁均可沿框架進行相對移動。該方法包括如下步驟：(1)利用夾緊機構夾持板件的非加工端；(2)調整第一板件和第二板件之間的距離；(3)對板件的正面的待焊接區(qū)域進行激光清洗；(4)翻轉框架，對板件的背面的待焊接區(qū)域進行激光清洗。該裝置可對板件進行雙面清洗，能夠不卸下板件而完成雙面加工，由此避免了反復進行板件裝夾與放松操作，而且能夠對多種尺寸的板件都可進行夾持，擺脫了板件尺寸的約束。

技術領域

本發(fā)明涉及用于激光清洗的夾具，尤其涉及一種激光清洗用板件夾持裝置及清洗方法，以在板件焊接之前對待焊接區(qū)域進行激光清洗。

背景技術

在交通業(yè)高速發(fā)展的今天，我國面臨的能耗、安全、環(huán)保三大問題日益突出，而航空、高鐵及汽車行業(yè)運載工具輕量化設計，有利于降低能耗、減少污染排放并提高操控性能。鋁合金因其較高的比強度、輕量化，廣泛應用于車體、機身的焊接構件。在鋁合金加工領域，焊接是一種非常重要的加工技術。不僅是鋁合金，其它金屬薄板在實際應用中也經常需要進行焊接處理。但鋁合金氧化膜易吸收水分，在焊接過程中受熱易分解產生氫氣孔或氧化膜氣孔缺陷，這些缺陷嚴重影響焊縫力學性能，對高鐵、汽車及飛機的運營安全留下隱患。因此，鋁合金焊前必須清除表面氧化膜、水分和油脂。傳統清除手段通過化學清洗和機械打磨，但化學清洗存在耗時長、污染大、水分殘留等問題，機械打磨存在著高損傷、清洗不徹底等缺點，這些問題嚴重影響了清洗后的焊接質量。

激光清洗是一種新型高效的環(huán)保清洗技術，其基于激光與物質的相互作用，利用激光的方向性和高亮度來清除掉材料表面的污染物。相比于傳統方法，激光清洗具有非接觸、高清洗質量、復雜表面適應性強等特點，特別適合選區(qū)的高速在線清洗。在激光清洗過程中，通過激光照射于工件表面，使激光與物質發(fā)生物理化學作用，剝離基材表面污染物，其產物可通過相應的凈化裝置吸收，不會對加工環(huán)境產生較大影響，已清洗表面反射大部分激光，不損傷基材。幾年來，激光清洗應用的研究大多集中于銹蝕、油漆的清除，僅有少量研究報道了鋁及其合金的清洗。

板件焊接之前運用激光清洗技術對待焊接區(qū)域進行預清洗，能顯著提高焊縫質量，美化焊縫外觀，提升焊縫性能，減少焊接缺陷。激光清洗對板件的對齊度要求較高，在整個清洗過程中，要求各待焊接板件保持對齊，不發(fā)生相對運動，盡可能保持固定。同時因激光清洗的待焊板件需要進行雙面清洗處理，即先對板件正面進行清洗處理，然后在不損傷和污染已清洗正面的情況下，對背面也進行快速有效的清洗工作。這就需要設計一套專用且可靠的夾持裝置，以對待清洗的板件進行夾持和固定，從而對板件的待焊接區(qū)域作雙面清洗處理。

常規(guī)的夾持方法是使用膠帶和磁鐵將金屬板件裝夾在工作臺上，但這種方法大大制約了使用環(huán)境和板件的尺寸，而且需要將板件卸下，才可進行反面清洗，過程非常復雜，耗工耗時。為給板件提供足夠的支持力，同時方便進行雙面清洗處理，設計一套薄金屬板激光清洗用的專用夾持裝置非常重要。最終設計出的夾持裝置，不僅要能在整個加工過程中保持足夠的夾持力，同時還要能夠方便進行雙面清洗處理。考慮到適用性，裝置應具有根據板件實際尺寸靈活調節(jié)的功能，以對多種尺寸的板件都能進行夾持。最后，夾持該板件的裝置應當還能在一定范圍內進行運動，方便操作人員更好地進行激光清洗工作。

現有的一種超薄板材激光焊接用夾具包括底座、下墊單元、上覆單元、導軌、卡槽、左右移動模塊和前后移動模塊等幾部分。左右移動模塊上帶有梯形卡槽，前后移動模塊通過梯形卡槽和左右移動模塊相連接。該夾具可以滿足薄板激光焊接的要求，提供足夠的裝夾力。但該現有夾具仍存在如下缺點。第一，該夾具本身沒有設計支架，使用過程中板材和其他設備都放置于地面上，加工和使用很不方便；第二，該夾具每次上料夾緊后下料的過程比較復雜，需要經過復雜的移動才能進行裝卸，當需要進行雙面加工時耗工耗時；第三，該裝置只能適用于特定厚度和尺寸的板材，不能應用于多種尺寸和厚度的板材，適用性差。

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