[发明专利]一种Al-Mg合金表面氧化膜激光清洗工艺

说明书

本发明涉及一种Al‑Mg合金表面氧化膜激光清洗工艺。所述激光清洗工艺包括：利用纳秒脉冲光纤激光器对Al‑Mg合金表面进行清洗；其中，清洗参数为：脉冲能量：16‑24mJ；脉冲频率：18‑28KHz。采用本发明所述清洗工艺可在保证不损伤Al‑Mg合金母材的情况下，实现有效地清洗基底表面杂质，从而替代传统的机械打磨方式。

技术领域

本发明涉及一种Al-Mg合金表面氧化膜激光清洗工艺，属于激光加工技术领域。

背景技术

在铝合金材料焊接前，为保证焊接质量，需提前对焊接部位的氧化膜、油污等杂质进行清理，减少焊接气孔、夹渣等焊接缺陷。

目前常规清理方法是采用机械式打磨处理。这种方法存在劳动轻度大、打磨后粉尘飘散，极易污染环境；特别是对于Al-Mg铝合金，由于激光清洗过程中高能术激光作用，在材料表面会一定程度损伤母材机理，对母材造成损伤。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种Al-Mg合金表面氧化膜激光清洗工艺，其可替代传统的铝合金焊前机械打磨工艺，解决铝合金焊前打磨，采用常规机械打磨方式存在的劳动强度大、污染严重问题，同时提高清理效率，实现“绿色”清洗。

本发明采用的技术方案如下。

一种Al-Mg合金表面氧化膜激光清洗工艺，包括：利用纳秒脉冲光纤激光器对Al-Mg合金表面进行清洗；其中，清洗参数为：脉冲能量(Ep)：16-24mJ；脉冲频率(NOP)：18-28KHz。

优选地，所述脉冲能量为16-20mJ，19-21mJ，或20-24mJ。

优选地，所述脉冲频率为18-20KHz，20-24KHz，或24-28KHz。

进一步地，所述激光清洗工艺中，工作距离工件表面：100mm。

进一步地，所述激光清洗工艺中，波长：1064nm。

进一步地，所述激光清洗工艺中，脉冲宽度：100ns。

进一步地，所述激光清洗工艺中，功率：500W。

本发明所述的激光清洗方法适用于大多数Al-Mg合金母材的焊接前清洗，尤其适用于轨道车辆常用的Al-Mg合金工件的焊接前清洗。

作为本发明优选的实施方式之一，所述Al-Mg合金工件表面激光清洗工艺中，清洗参数为脉冲能量：16-24mJ；脉冲频率：18-20KHz。

作为本发明优选的实施方式之一，所述Al-Mg合金工件表面激光清洗工艺中，清洗参数为脉冲能量：16-18mJ；脉冲频率：18-20KHz。

作为本发明优选的实施方式之一，所述Al-Mg合金工件表面激光清洗工艺中，清洗参数为脉冲能量：19-21mJ；脉冲频率：18-20KHz。

作为本发明优选的实施方式之一，所述Al-Mg合金工件表面激光清洗工艺中，清洗参数为脉冲能量：22-24mJ；脉冲频率：18-20KHz。

本发明通过对Al-Mg铝合金母材及焊接接头激光清洗研究，确定合理的激光清洗工艺窗口，为批量自动清理提供实现的可能，克服了传统机械打磨的劳动强度高、污染严重的问题，达到了“绿色”清洗的效果。

本发明所述技术方案所取得的具体技术效果如下：

(1)首次完成Al-Mg铝合金激光清洗工艺参数的确定，明确Al-Mg铝合金材料表面的激光清洗的最佳脉冲能量范围为16-24mJ，脉冲频率为18-28KHz。

(2)通过微观表面结构、氧化层横截面、材料表面化学元素成分、纵向深度元素、表面粗糙度对比、表面硬度对比、表面亲疏水性对比等，进行对比分析，验证上述工艺参数的合理性。