[发明专利]一种激光清洗原位电沉积装置及方法

说明书

本发明涉及一种激光清洗原位电沉积装置及方法，其装置包括：激光器模块、机械臂模块、光能传输模块、扫描清洗模块、电沉积模块、控制模块。所述机械臂模块为设备主体，调节加工头位置；扫描清洗模块设置加工头内，输出激光照射在工件上，实现对工件的清洗；电沉积模块包括溶液传递、电能供给、溶液回收等部分，在激光清洗后对工件进行电沉积。本发明的特点在于：采用激光清洗作为电沉积前处理工艺，能使清洗到电沉积快速对接，减少氧化和二次污染。根据激光参数的不同，低功率为激光清洗，高功率为激光毛化。

技术领域

本发明属于电沉积设备范围，具体涉及激光清洗原位电沉积装置及方法。

背景技术

激光被用于清洗污物的开创性试验，是上个世纪Asmus等人利用脉冲激光清洗大理石完成的。进入新世纪后，激光清洗逐渐成为清洗行业的绿色清洗创新方向，其无应力、无污染、便携等优点慢慢被传统清洁工业重视并实践。轮船外船体、桥梁钢架结构等长期受到水汽侵蚀，需要定期进行锈蚀清除和重新涂装，行业普遍采用湿式喷沙清洗和喷漆涂装的方式，湿式喷砂有大量用水、噪声污染、粉尘污染等缺点；喷漆涂装在结合强度、耐腐蚀耐高温性能等方面都不如电沉积，但由于船体较大，不方便使用传统电沉积技术。本专利采用激光清洗复合喷射电沉积的方式进行清洁基底和涂装；激光清洗是喷砂清洗的完美替代方案，喷射电沉积解除了电解液浸没镀件的尺寸限制，使大型件如轮船、桥梁、飞机等能够进行电沉积工艺。

目前的电沉积设备主要以电沉积槽浸没被沉积材料的方式进行电沉积，如专利CN102459714 A-“电沉积设备”、CN 105463556 A-“电沉积设备”。这些专利以电沉积中小型件为主，对于大型构件无能为力。而对于大型构件的电沉积，适当的预处理非常重要，以激光清洗代替喷砂清洗对表面附着的锈蚀进行清除，在自然氧化前进行电沉积。在此背景下，我们完成了本发明，研制出一种激光清洗复合喷射电沉积设备。

本发明涉及一种激光清洗原位电沉积装置及方法，其特征在于包括：激光器模块、机械臂模块、光能传输模块、扫描清洗模块、电沉积模块、控制模块。所述机械臂模块为设备主体，调节加工头位置；扫描清洗模块设置加工头内，输出激光照射在工件上，实现对工件的清洗；电沉积模块包括溶液传递、电能供给、溶液回收等部分，在激光清洗后对工件进行电沉积；本发明的特点在于：采用激光清洗作为电沉积前处理工艺，具有绿色高效的特点，加上光纤的柔性传输优势，可以有效整合为一体机，能使清洗到电沉积快速对接，减少氧化和二次污染。

发明内容

本发明目的是针对现有的清洗方法和电沉积设备难以加工的大型件，设计的一种一体化清洗复合电沉积加工的设备。

本发明提供的激光清洗原位电沉积装置及方法，装置运行过程如下：

机械臂调节至加工位置，通过激光器模块产生短脉冲激光，经过光能传输模块，输出激光束对工件进行清洗，利用激光热效应和热致应力效应清除工件表面锈层，漆层，结石等，作为电沉积的前处理工艺。根据激光功率的不同，分为激光清洗工艺(低功率)，只清除污染物，不对基底造成形变；激光毛化工艺(高功率)，清除污染物，并使基底形成规则的微观织构。之后关闭激光器，在原有位置利用电沉积模块对工件进行喷射电沉积工艺，使工件表面均匀附着一层金属或合金组织。再次调用机械臂模块，调整至下一个加工位置，进行定位→激光清洗→喷射电沉积→定位的循环过程，完成大型件的从清洗到电沉积的全过程工艺。

本发明的有益效果：

本发明提出的激光清洗作为电沉积前处理工艺方法，能有效减少传统方法的水资源浪费和环境污染，是一种绿色清洗方案。本发明的另一个优点在于，本发明提出的分块加工工艺，可以适应大型件如船舶、桥梁等。本发明的又一个优点在于，本发明提出的激光清洗原位电沉积工艺方法，可以有效减少清洗后的氧化程度，提高沉积层与基底的结合强度。

附图说明