[发明专利]一种激光清洗-毛化复合加工方法

说明书

一种激光清洗‑毛化复合加工方法，它涉及一种加工方法，本发明的目的是为了解决激光清洗后需要进行激光毛化加工或激光毛化前需要进行激光清洗加工制造的材料的表面质量差、加工效率低、运行成本高的问题，本发明可以改造现有的激光枪头，设计光路，让激光器发出的激光通过本发明设计的枪头后分为两束，一束用作激光清洗、一束用作激光毛化，从而实现对材料激光清洗‑毛化的复合加工。或者使用两台激光器分别产生两束激光，一前一后作用在工件表面，清洗激光在前，毛化激光在后，从而实现对材料激光清洗‑毛化的复合加工。达到节省时间、提高效率、改善清洗毛化效果、提高材料表面质量、降低成本等目的。本发明应用于激光加工领域。

技术领域

本发明涉及激光加工领域。

背景技术

1969年，美国加州大学伯克利分校空间科学实验室和核能工程系的S.M.Beadair和HaroldP.Smith.JR首次提出激光清洗(Laser Cleaning)的概念，经过近五十年的发展，已经被运用在了微电子、建筑、核电站、汽车制造、医疗、文物保护等多个领域。激光清洗技术具有如下优势：

(1)绿色：激光清洗技术被誉为21世纪最具发展潜力的绿色清洗技术，清洗过程中不需使用有害化学清洗剂，不产生额外的污染物。

(2)清洗效果佳：激光清洗采用的是短脉冲激光快速作用到材料表面，使污物发生众多物理化学变化，从而达到清洗的目的。

(3)应用范围广：激光清洗已经运用在了工业和生活的多个方面。

(4)易于自动化控制：激光具有较好的聚焦性，配合机械手等自动化系统可以实现对清洗部位的精确及自动化控制，提高激光清洗效率。

(5)精度高：激光作用的范围为毫米量级的，能清洗传统方法不易达到的部位。而且激光清洗可以选择性地清洗材料表面的污物，不损伤材料的内部组成和结构。

(6)改善表面性能。激光除锈过程中可以对基材表面进行一定程度的处理，改善其表面的形貌与性能，获得更好的防腐性能。

(7)激光去污设备可以长期稳定地使用，一般只需要电费和维护费用，运行成本低，而且可以方便地实现自动化操作。

基于这些的突出优势，激光清洗与清洗剂、超声波和机械方式清洗形成鲜明对照，未来有望部分或完全替代传统清洗方法。

与此同时，激光毛化技术(LTT)作为近二十多年兴起的毛化技术，在众多的毛化技术当中占据了越来越重要的地位。近年来，随着激光毛化技术基础理论研究的发展，新型激光器件、激光源的不断涌现，激光毛化技术不断的成熟与多层次推广应用，激光毛化技术已经渗透到汽车、家电、计算机、生物医疗等领域，展示出巨大的应用前景。如表1所示，激光毛化技术相对于其他毛化技术展现出的优势有：

(1)能毛化表面硬度极高的材料，几乎不受材料硬度的限制；

(2)毛化点的分布方式确定，毛化点的形貌和粗糙度可控制；

(3)激光毛化过程相当于对基材快速淬火，能够改变被清洗和毛化材料的性能，如硬度和耐磨性等；

(4)绿色，对环境几乎不产生污染；

(5)运行成本相对低廉。

表1.几种毛化技术的比较