[發明專利]一種熱軋不銹鋼表面氧化層的激光清洗方法

有效

• 申請號: 202010143911.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111389941B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 管迎春;李興
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學合肥創新研究院
• 主分類號: B21B45/06
• 分類號: B21B45/06;B08B7/00;B08B13/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

本發明的一種熱軋不銹鋼表面氧化層的激光清洗方法，涉及一種熱軋不銹鋼板表面氧化層的環保、經濟且快速去除方法，可解決熱軋不銹鋼表面致密的氧化層對使用性能影響大、難去除的技術問題。具體步驟包括：將熱軋不銹鋼板置于光學平臺，調節振鏡位置使激光焦點落在鋼板附近；針對氧化層厚度和種類，設定激光清洗參數；打開氣體保護系統和煙霧凈化系統，激發激光器，對氧化層開展激光清洗。本發明采用振鏡掃描式激光加工系統，對熱軋不銹鋼表面進行激光清洗。清洗時不但效率高、污染小、易自動化控制，而且清洗表面光潔無污染、粗糙度低。

技術領域

本發明涉及表面激光清洗技術領域，具體涉及一種熱軋不銹鋼表面氧化層的激光清洗方法。

背景技術

不銹鋼主要通過向普通合金鋼中添加大量的Cr、Ni、Mo等合金元素，在材料表面形成一層致密的鈍化膜，從而顯著提高表面的氧化與腐蝕性能。由于耐腐蝕性能好、力學性能優異且成本較低，不銹鋼是建筑、家電、食品、醫療等行業最廣泛應用的結構材料之一。

實際生產過程中，不銹鋼板通常需要經過冶煉、鑄造軋制等生產工序。熱加工時，不銹鋼表面會因為高溫下的長時間氧化而產生的一定厚度的氧化層。熱軋不銹鋼表面氧化層不僅會影響產品的表面美觀和焊接等性能，而且會增加后續冷軋加工時粘輥、斷帶等風險。為了保證熱軋產品直接使用或進行后續冷軋時的表面質量，不銹鋼表面氧化層在熱加工后通常需要清洗去除。盡管傳統熱軋鋼板表面氧化層都能通過酸洗處理有效去除，但因為不銹鋼強耐蝕性能，普通的酸性溶液很難將表面完全清洗。工業上通常需要通過機械噴丸或強腐蝕性的酸液長時間浸泡來清洗熱軋不銹鋼表面氧化層，清洗的效率低且對環境污染程度大。

激光清洗是利用激光與材料相互作用，產生蒸發、剝離、燒蝕和沖擊波等效應，實現材料表面油漬、銹跡、氧化層、油漆等異物去除的方法。利用激光清洗熱軋氧化層不僅效率高、易于自動化控制對基體的損傷小，而且通過煙霧凈化系統將清洗的產物回收后，清洗過程對環境污染程度很低。

發明內容

本發明提出的一種熱軋不銹鋼表面氧化層的激光清洗方法，可解決熱軋不銹鋼表面致密的氧化層對使用性能影響大、難去除的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種熱軋不銹鋼表面氧化層的激光清洗方法，包括以下步驟：

步驟一、將熱軋不銹鋼板放置于光學平臺，根據鋼板厚度的差異縱向調節振鏡位置，使光束的焦點聚焦在鋼板表面附近；

步驟二、根據熱軋不銹鋼種類和氧化層厚度差異設定激光清洗參數；

步驟三、開啟氣體保護系統和煙霧回收系統；

步驟四、激發激光器，對氧化層開展激光清洗。

其中，

步驟一中所述的不銹鋼包括了各種牌號的奧氏體、鐵素體、馬氏體等不銹鋼；

激光焦點在鋼板表面附近指保證聚焦誤差在±1mm以內。

步驟二中所述的激光加工參數包括準連續激光的平均功率，調整范圍為20W-3000W；激光脈沖重復頻率，調整范圍為1-70kHz；激光脈沖寬度，調整范圍為1-10ms；填充線間距，調整范圍為0.01-0.06mm；掃描速率，調整范圍為10mm/s-8000mm/s；掃描次數為1-100次。

步驟三中的保護氣體可以為氮氣、氬氣等惰性氣體，氣體流量范圍為2-50L/min。