[發明專利]一種去除鈦合金表面氧化皮的激光清洗方法

在審

• 申請號: 202011180431.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112371653A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 王利華;王力強;鄧琦;唐麗華;王春明;王軍;張威
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司;武漢翔明激光科技有限公司
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;B08B13/00;B08B15/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙凱

1.一種去除鈦合金表面氧化皮的激光清洗方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、將鈦合金固定在清洗平臺上，將激光清洗設備移到工作工位，調節激光清洗頭(1)與工件的距離，使激光聚焦于工件，啟動控制器(2)；

b、通過控制器(2)設定工藝參數，設定平均功率為20-200W、激光重復頻率為10-200kHz、可調脈寬為8-500ns和脈沖能量為0.5-20mJ，調整激光頭角度，使激光束沿清洗面法向方向射入；

c、通過控制器(2)開啟煙霧凈化器(8)和掃描振鏡(3)，啟動脈沖激光器(4)，開始清洗鈦合金表面氧化皮；

d、清洗完預設次數后，關閉脈沖激光器(4)、掃描振鏡(3)和煙霧凈化器(8)，激光清洗停止；

e、目視觀察清洗區域是否清洗干凈，已清洗區域露出鈦合金金屬光澤，沒有氧化皮殘留為清洗干凈，否則重復步驟b-步驟d，直至清洗干凈。

2.根據權利要求1所述的一種去除鈦合金表面氧化皮的激光清洗方法，其特征在于：所述激光清洗設備包括脈沖激光器(4)、控制器(2)、煙霧凈化器(8)和激光清洗頭(1)，脈沖激光器(4)、煙霧凈化器(8)和光束調節裝置分別與控制器(2)電連接；脈沖激光器(4)輸出激光至激光清洗頭(1)；激光清洗頭(1)中設置有光束調節裝置，光束調節裝置包括準直隔離器(5)、擴束鏡(6)、場鏡(7)和掃描振鏡(3)，用于對激光進行調節輸出，準直隔離器(5)的一端與脈沖激光器(4)電連接，另一端與擴束鏡(6)連接，擴束鏡(6)與掃描振鏡(3)連接；煙霧凈化器(8)包括凈化器(8)和吸塵軟管(9)，吸塵軟管(9)安裝在激光清洗頭(1)上；控制器(2)，用于控制脈沖激光器(4)和煙霧凈化器(8)的運作以及光束調節裝置的光束調節。

3.根據權利要求2所述的一種去除鈦合金表面氧化皮的激光清洗方法，其特征在于：所述脈沖激光器(4)為百納秒級光纖脈沖激光器(4)。

4.根據權利要求3所述的一種去除鈦合金表面氧化皮的激光清洗方法，其特征在于：所述脈沖激光器(4)輸出的激光波長為1064nm、激光平均功率為20-200W、激光重復頻率為10-1000kHz、可調脈寬為8-500ns、激光光斑直徑為0.03-0.1mm和脈沖能量為0.5-20mJ。

5.根據權利要求4所述的一種去除鈦合金表面氧化皮的激光清洗方法，其特征在于：所述鈦合金表面氧化皮厚度為1-20μm時，激光功率選擇80-120W、脈寬選擇200-300ns和移動速度選擇1.2-1.8m/min；鈦合金表面氧化皮厚度為20-30μm時，激光功率選擇120-160W，脈寬選擇200-300ns和移動速度選擇1.2-1.8m/min；鈦合金表面氧化皮厚度在30μm以上時，激光功率選擇160-200W，脈寬選擇200-300ns和移動速度選擇0.6-1.2m/min。

6.根據權利要求5所述的一種去除鈦合金表面氧化皮的激光清洗方法，其特征在于：所述控制器(2)通過光束調節裝置實現輸出激光掃描，激光掃描線的相鄰光斑中心間距小于光斑半徑的倍。