一种飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法技术

本发明专利技术涉及一种飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法,包括初始化激光清洗头的激光束参数信息，并在预设目标清洗区内的非必要清理部位覆盖防护胶带；调整激光清洗头与飞机结构目标清洗部位相对位置，使得飞机结构目标清洗区位于激光束的焦平面处,且指示光与目标清洗区域重合；控制激光束对飞机结构目标清洗部位进行激光扫描处理，以使得飞机结构目标清洗区内覆盖保护胶带以外的区域表面非导电复合涂层脱离或者汽化，以露出导电性的裸基体材料。本发明专利技术通过覆盖防护胶带可避免目标清洗区内的非必要清洗部位的表面处理层破损，实现对飞机指定区域表面的非导电复合涂层的原位清洗，清洗效率高、定位精准、无非导电污染物残留，电连接性能好，工艺简单、易于操作、绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法
本专利技术涉及激光清洗
，尤其涉及一种飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法。
技术介绍
在飞机零部件制造过程中，需要对零部件表面进行氧化、电镀、喷漆等表面处理以保障飞机的腐蚀防护性能和耐候、耐磨、润滑等各种功能性要求。飞机主体的腐蚀防护工艺为金属氧化膜和防腐涂料，金属氧化膜是一种非导电的表面处理层，包括化学氧化膜、硫酸阳极氧化膜、铬酸阳极氧化膜等，漆层是一种的高阻抗有机介质涂层，一般分为底漆和面漆。飞机装配要求对指定部位进行天线搭接、电流回路搭接、防电击搭接、静电防护搭接、雷电防护搭接、防射频干扰搭接等，要保障搭接区形成一条可靠的低阻抗电连接通路。飞机在进行电搭接装配时需要对结构表面指定区域的氧化膜层和漆层等非导电复合涂层进行彻底清理，以保障电搭接良好的低阻抗通路。电搭接导电性的良好与否，直接影响飞机的安全和性能。电搭接指定区域的清洗，要求对目标清洗区域非导电复合涂层完全清理，同时清洗工艺不能产生性能影响，包括零部件尺寸变化、非必要表面处理层破损以及清理过程中产生二次氧化和清洗残留物二次污染。去除非导电复合涂层时，不仅要使处理后的部件表面洁净平滑，而且不能损伤非导电复合涂层下的金属基材或是某些特殊部位，例如传感器、标识、经磷化处理(一种在金属基体上形成磷酸盐化学转化膜，避免金属基材受到腐蚀的工艺)的连接件等。目前，飞机制造电连接装配普遍采用打磨的方法对非导电复合涂层进行清理，打磨方式有砂纸手工打磨和砂轮机械打磨。打磨方法的通用问题之一是无法对指定清洗区域进行精准的形状控制，区域偏小则影响电搭接性能，区域偏大会导致表面处理层过度破损降低腐蚀防护性能。问题二是无法对打磨深度进行精准控制，打磨不足导电性不能达到低阻抗要求，打磨过度基体材料损伤，降低飞机结构强度。问题三是打磨方法产生二次污染对电搭接性能带来隐患，砂粒产生的沟痕内残留非导电的二次污染物，机械打磨砂轮转速过快导致基体材料过热产生二次氧化。问题四是劳动强度大，生产效率低，一架飞机电搭接清洗区约有百处以上，工人完成一处小面积清理需要约5-10分钟，大面积清理需要约30-60分钟。另外，指定清洗区域内常有装配连接结构，针对清洗部位的配合件要求保证其完整的表面处理层，包括电镀层、氧化层、磷化层等，这种连接结构常常形成一种受限空间，产生的突出问题是打磨操作难度高，不易实施，在配合件交接的部位极易出现打磨面积和打磨深度不充分或是误伤非必要清理区表面处理层的现象。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法,包括如下步骤：根据飞机结构表面预设的目标清洗区域的材料类型和加工需求初始化激光清洗头的激光束参数信息，并在所述目标清洗区域内的非必要清理部位表面覆盖防护胶带；根据指示器发出的指示光调整激光清洗头与所述目标清洗区域之间的相对位置，使得所述目标清洗区域位于所述激光束的焦平面处,且所述指示光在飞机结构表面形成的光斑的边界与所述目标清洗区域的边界重合；根据激光清洗头与所述目标清洗区域的相对位置控制所述激光束对所述目标清洗区域进行激光扫描处理，以使得所述目标清洗区域内覆盖所述防护胶带以外的区域表面的非导电复合涂层脱离或者汽化，以露出导电性的裸基体材料。本专利技术的有益效果是：本专利技术的飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法，通过预先在目标清洗区域内的非必要清理部位覆盖防护胶带，可以避免表面处理层被激光损伤后导致飞机装配连接结构受到腐蚀，配合指示光可以精确对目标清洗区域进行表面非导电复合涂层的清洗，在不拆解飞机的情况下实现对飞机指定区域表面的非导电复合涂层的原位清洗，而不损伤飞机结构的金属基材，清洗效率高、定位精准、无非导电污染物残留，电连接性能好，工艺简单、易于操作、绿色环保。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：进一步：所述激光束参数信息包括：脉冲宽度0.001-800ns，波长800nm-1100nm，激光光斑重合度为30％-70％，激光能量密度为0.15J/cm2-0.3J/cm2，扫描速度为1476mm/s-5740mm/s。进一步：所述防护胶带为铝箔胶带或铜箔胶带。上述进一步方案的有益效果是：通过设置防护胶带覆盖住飞机结构表面预设目标清洗区域内镀有表面处理层(如电镀层、氧化层、磷化层等)的区域，保证这些表面处理层不会由于激光的辐照而被清除，从而避免飞机装配连接结构受到腐蚀。进一步：所述根据指示器发出的指示光调整激光清洗头与飞机结构表面的目标清洗区域之间的相对位置的具体实现为：获取所述目标清洗区域的形状,并读取其轮廓信息；根据所述目标清洗区域的轮廓信息控制所述指示器出射与所述目标清洗区域轮廓相匹配的指示光；调整所述指示器和激光清洗头的位置，使得飞机结构的目标清洗区域位于所述激光束的焦平面处，所述指示光的轮廓与所述目标清洗区域的轮廓重合，且所述激光束在飞机结构表面形成的光斑的边界位于所述目标清洗区域内。上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式可以生成与目标清洗区域轮廓相匹配的指示光，从而可以精确的实现在目标清洗区域内的激光扫描，以精准清除目标清洗区域表面的非导电复合涂层。进一步：所述控制所述激光束对飞机结构表面的目标清洗区域进行激光扫描处理具体包括：采用振镜系统控制所述激光束对飞机结构表面进行激光扫描处理。上述进一步方案的有益效果是：通过振镜系统可以在X方向和Y方向上同时改变激光束的方向，形成二维扫描面，对待处理的飞机结构表面非导电复合涂层进行面阵扫描处理，一方面提高扫描效率，另一方面避免局部遗漏影响清洗效果。进一步：在所述激光清洗头上设置长度与所述激光束焦距相等且呈圆筒状的定焦工装，以使得所述激光清洗头与飞机结构表面之间的距离保持为焦距不变。上述进一步方案的有益效果是：通过所述定焦工装可以在激光扫描过程中保证所述激光清洗头与飞机结构表面之间的距离为焦距不变，这样可以保证清洗效果，使得清洗后的表面平滑、一致性好。进一步：所述定焦工装的侧壁上均匀间隔设有多个用于散发清洗过程中产生的烟气粉尘的条形通孔。上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述通孔可以方便将清洗过程中产生的烟气粉尘散发出去，这样可以避免烟气粉尘落至目标清洗区域表面，影响后续清洗效果和电连接效果。进一步：所述方法还包括如下步骤：当第一次扫描后飞机结构表面残留有非导电复合涂层时，控制所述激光束对飞机结构表面进行再次激光扫描处理，直至飞机结构表面无非导电复合涂层残留。上述进一步方案的有益效果是：通过上述步骤可以将首次清洗残留的非导电复合涂层进行再次清洗，避免由于激光束控制不够精准导致相邻的两个激光束照射在飞机结构上形成的光斑之间存在间隔等因素造成的清洗不彻底，从而保证飞机结构表面的非导电复合涂层彻底清除。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法,其特征在于，包括如下步骤：/n根据飞机结构表面预设的目标清洗区域的材料类型和加工需求初始化激光清洗头的激光束参数信息，并在所述目标清洗区域内的非必要清理部位表面覆盖防护胶带；/n根据指示器发出的指示光调整激光清洗头与所述目标清洗区域之间的相对位置，使得所述目标清洗区域位于所述激光束的焦平面处,且所述指示光在飞机结构表面形成的光斑的边界与所述目标清洗区域的边界重合；/n根据激光清洗头与所述目标清洗区域的相对位置控制所述激光束对所述目标清洗区域进行激光扫描处理，以使得所述目标清洗区域内覆盖所述防护胶带以外的区域表面的非导电复合涂层脱离或者汽化，以露出导电性的裸基体材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法,其特征在于，包括如下步骤：
根据飞机结构表面预设的目标清洗区域的材料类型和加工需求初始化激光清洗头的激光束参数信息，并在所述目标清洗区域内的非必要清理部位表面覆盖防护胶带；
根据指示器发出的指示光调整激光清洗头与所述目标清洗区域之间的相对位置，使得所述目标清洗区域位于所述激光束的焦平面处,且所述指示光在飞机结构表面形成的光斑的边界与所述目标清洗区域的边界重合；
根据激光清洗头与所述目标清洗区域的相对位置控制所述激光束对所述目标清洗区域进行激光扫描处理，以使得所述目标清洗区域内覆盖所述防护胶带以外的区域表面的非导电复合涂层脱离或者汽化，以露出导电性的裸基体材料。


2.根据权利要求1所述的飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法,其特征在于，所述激光束参数信息包括：脉冲宽度0.001-800ns，波长800nm-1100nm，激光光斑重合度为30％-70％，激光能量密度为0.15J/cm2-0.3J/cm2，扫描速度为1476mm/s-5740mm/s。


3.根据权利要求1所述的飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法,其特征在于，所述防护胶带为铝箔胶带或铜箔胶带。


4.根据权利要求1所述的飞机非导电复合涂层的原位激光清洗方法,其特征在于，所述根据指示器发出的指示光调整激光清洗头与飞机结构表面的目标清洗区域之间的相对位置具体实现为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：金翔，刘顿，张骆，任晋宇，
申请(专利权)人：武汉金顿激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42