[發(fā)明專利]一種Al-Mg合金表面氧化膜激光清洗工藝

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• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109047182A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 程永明;方喜風;張石磊;孟祥瑞
• 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
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明涉及一種Al?Mg合金表面氧化膜激光清洗工藝。所述激光清洗工藝包括：利用納秒脈沖光纖激光器對Al?Mg合金表面進行清洗；其中，清洗參數(shù)為：脈沖能量：16?24mJ；脈沖頻率：18?28KHz。采用本發(fā)明所述清洗工藝可在保證不損傷Al?Mg合金母材的情況下，實現(xiàn)有效地清洗基底表面雜質，從而替代傳統(tǒng)的機械打磨方式。

技術領域

本發(fā)明涉及一種Al-Mg合金表面氧化膜激光清洗工藝，屬于激光加工技術領域。

背景技術

在鋁合金材料焊接前，為保證焊接質量，需提前對焊接部位的氧化膜、油污等雜質進行清理，減少焊接氣孔、夾渣等焊接缺陷。

目前常規(guī)清理方法是采用機械式打磨處理。這種方法存在勞動輕度大、打磨后粉塵飄散，極易污染環(huán)境；特別是對于Al-Mg鋁合金，由于激光清洗過程中高能術激光作用，在材料表面會一定程度損傷母材機理，對母材造成損傷。

發(fā)明內容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種Al-Mg合金表面氧化膜激光清洗工藝，其可替代傳統(tǒng)的鋁合金焊前機械打磨工藝，解決鋁合金焊前打磨，采用常規(guī)機械打磨方式存在的勞動強度大、污染嚴重問題，同時提高清理效率，實現(xiàn)“綠色”清洗。

本發(fā)明采用的技術方案如下。

一種Al-Mg合金表面氧化膜激光清洗工藝，包括：利用納秒脈沖光纖激光器對Al-Mg合金表面進行清洗；其中，清洗參數(shù)為：脈沖能量(Ep)：16-24mJ；脈沖頻率(NOP)：18-28KHz。

優(yōu)選地，所述脈沖能量為16-20mJ，19-21mJ，或20-24mJ。

優(yōu)選地，所述脈沖頻率為18-20KHz，20-24KHz，或24-28KHz。

進一步地，所述激光清洗工藝中，工作距離工件表面：100mm。

進一步地，所述激光清洗工藝中，波長：1064nm。

進一步地，所述激光清洗工藝中，脈沖寬度：100ns。

進一步地，所述激光清洗工藝中，功率：500W。

本發(fā)明所述的激光清洗方法適用于大多數(shù)Al-Mg合金母材的焊接前清洗，尤其適用于軌道車輛常用的Al-Mg合金工件的焊接前清洗。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式之一，所述Al-Mg合金工件表面激光清洗工藝中，清洗參數(shù)為脈沖能量：16-24mJ；脈沖頻率：18-20KHz。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式之一，所述Al-Mg合金工件表面激光清洗工藝中，清洗參數(shù)為脈沖能量：16-18mJ；脈沖頻率：18-20KHz。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式之一，所述Al-Mg合金工件表面激光清洗工藝中，清洗參數(shù)為脈沖能量：19-21mJ；脈沖頻率：18-20KHz。

作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式之一，所述Al-Mg合金工件表面激光清洗工藝中，清洗參數(shù)為脈沖能量：22-24mJ；脈沖頻率：18-20KHz。

本發(fā)明通過對Al-Mg鋁合金母材及焊接接頭激光清洗研究，確定合理的激光清洗工藝窗口，為批量自動清理提供實現(xiàn)的可能，克服了傳統(tǒng)機械打磨的勞動強度高、污染嚴重的問題，達到了“綠色”清洗的效果。

本發(fā)明所述技術方案所取得的具體技術效果如下：

(1)首次完成Al-Mg鋁合金激光清洗工藝參數(shù)的確定，明確Al-Mg鋁合金材料表面的激光清洗的最佳脈沖能量范圍為16-24mJ，脈沖頻率為18-28KHz。

(2)通過微觀表面結構、氧化層橫截面、材料表面化學元素成分、縱向深度元素、表面粗糙度對比、表面硬度對比、表面親疏水性對比等，進行對比分析，驗證上述工藝參數(shù)的合理性。