[發(fā)明專利]一種激光清洗鋁合金基體蒙皮漆層過程中保護基體表面陽極氧化膜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910821366.8
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110508563B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙海朝;喬玉林;王思捷;杜嫻;劉軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00
• 代理公司: 北京智為時代知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11498
• 代理人: 王加嶺;楊靜

本發(fā)明提供一種激光清洗鋁合金基體蒙皮漆層過程中保護基體表面陽極氧化膜的方法，屬于激光清洗技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明分別利用光纖脈沖激光器和CO₂氣體激光器作為工具，通過調(diào)整激光掃描參數(shù)，包括激光功率、脈寬、激光重復頻率、激光掃描速度、光斑直徑等，有效去除鋁合金基體蒙皮表面的老化漆層，同時保護鋁合金表面的陽極氧化膜。本發(fā)明方法簡單易行，去除效率高，鋁合金基體表面陽極氧化膜得以保留，對鋁合金基體無損傷，滿足飛機蒙皮漆層的工業(yè)化清洗需求。本發(fā)明方法無需使用有毒試劑、環(huán)境友好、節(jié)約能源、降低成本、操作簡便，對操作人員無傷害，在金屬構(gòu)造的大型裝備蒙皮漆層清洗過程中具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大型裝備表層激光清洗技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種激光清洗鋁合金基體蒙皮漆層過程中保護基體表面陽極氧化膜的方法。

背景技術(shù)

飛機機身的構(gòu)造大部分為鋁合金基體，鋁合金基體表面有陽極氧化膜，這些厚度為微米級的陽極氧化膜。比起鋁合金的天然氧化膜，其耐蝕性、耐磨性和裝飾性都有明顯的改善和提高。飛機在服役過程中，鋁合金基體的蒙皮漆層會因為機械刮擦、電磁輻射、各種氣流沖刷以及環(huán)境驟變等原因而引起漆層的龜裂、老化、脫落等損傷，因此需要在大修期間對飛機蒙皮漆層重新涂裝，其中，蒙皮漆層的清除是一道重要工序，其目的是：(1)檢測鋁合金蒙皮是否存在缺陷或產(chǎn)生疲勞裂紋，避免飛機發(fā)生疲勞破壞事故；(2)重新涂漆以獲得一個高質(zhì)量的防護涂層，而能否避免鋁合金蒙皮表面陽極氧化膜破損，能顯著影響漆層的服役壽命。但是在蒙皮漆層的清除過程中，極容易損傷基體表面陽極氧化膜，從而降低了基體的耐腐蝕性、耐磨性。陽極氧化膜破壞后，漆層與基體的結(jié)合強度大幅度降低，縮短了鋁合金構(gòu)造的裝備(例如飛機、輪船、汽車、橋梁等)的服役時間。

飛機蒙皮漆層體系是由蒙皮鋁合金表面陽極氧化膜、防腐底漆層、抗老化面漆層組成。其中底漆層厚度大約50～80μm，面漆層厚度大約30～50μm，鋁合金表面陽極氧化膜厚度為5～15μm。在蒙皮維修中需要將防腐底漆層和抗老化面漆層清洗干凈，而完整保留鋁合金表面的陽極氧化膜，其目的是在不降低鋁合金蒙皮耐磨抗腐蝕性能的同時，增加鋁合金表面與防腐底漆的結(jié)合強度，提高鋁合金蒙皮的安全系數(shù)和使用壽命。

傳統(tǒng)除漆方法包括機械摩擦去除法、溶劑去除法、噴砂去除法和高頻超聲去除法，盡管它們在工業(yè)去除行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但在我國環(huán)境保護法規(guī)要求越來越嚴格和高精密器件應(yīng)用越來越廣泛的情況下，其應(yīng)用受到極大限制。另外，這些傳統(tǒng)去除方法還存在不同程度的不足，如脫漆劑除漆法存在有毒有污染、脫漆劑消耗量大且成本高昂等缺點，機械摩擦除漆法存在耗時長、效率不高，精確度低，易造成潛在的材料破壞等缺點，噴砂除漆(噴塑料丸工藝)法則存在對環(huán)境的要求高，且對操作人員及環(huán)境造成影響，高頻超聲波去除法不適用于大型零部件去除等。

目前，飛機蒙皮漆層的去除主要采用溶劑脫漆法，該法主要存在以下不足：(1)所用脫漆劑大部分有毒；(2)環(huán)境污染嚴重，會產(chǎn)生大量廢水廢液，后期環(huán)保處理十分復雜；(3)需要消耗大量水資源；(4)脫漆工作環(huán)境不友好，會對操作人員的健康造成一定危害；(5)脫漆劑對鉚在蒙皮上的鋼質(zhì)鉚釘具有一定腐蝕破壞效應(yīng)。

激光清洗(Laser Cleaning)是一種環(huán)境友好的新型表面清洗技術(shù)，與傳統(tǒng)工業(yè)清洗去除方法相比，具有以下優(yōu)點：(1)具有綠色無污染、不會對去除零部件造成物理損壞；(2)去除質(zhì)量高，清洗效果好，清潔率幾乎是100％；(3)易實現(xiàn)高效自動化；(4)用途廣、可靠性高；(5)運行和維護成本低。但將激光清洗應(yīng)用于飛機蒙皮漆層清除時，需要在注重激光清洗高效優(yōu)質(zhì)的同時，解決在激光清洗過程中如何完整保護鋁合金表面陽極氧化膜的難題。