一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统及清洗方法技术方案

本发明专利技术公开了激光干式清洗技术领域的一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统及清洗方法，旨在解决现有技术中对铝合金进行清洗时易对铝合金性能造成影响的问题。其包括纳秒级光纤激光器、百纳秒级光纤激光器、封装光路系统、控制系统和待加工工件，所述纳秒级光纤激光器和百纳秒级光纤激光器均与控制系统通信连接，所述封装光路系统包括隔离器、振动反射镜和F透镜，两个所述隔离器分别与纳秒级光纤激光器和百纳秒级光纤激光器连接，两束激光经由反射镜和F透镜在工件上形成两条往复运动的光斑线。本发明专利技术用于解决传统清洗铝合金探伤液的方式导致铝合金损伤的问题，可防止铝合金损伤的同时消除生成新的氧化膜，有利于保证铝合金工件自身良好的特性。件自身良好的特性。件自身良好的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统及清洗方法


[0001]本专利技术涉及一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统及清洗方法，属于激光干式清洗


技术介绍

[0002]铝合金工件在焊接后一般需要进行无损探伤检测，来确定焊缝内部是否存在明显缺陷。无损检测的方法包括射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等等，渗透探伤是其中的一种重要无损检测方法，也是大型构件长距离焊缝的主要检测手段。在探伤结束之后，工件表面的无损探伤液需要进行清洗，否则其残留将导致后续涂装时结合强度下降进而损伤粘接强度，使保护层失效。传统的机械打磨或者化学清洗的方式对工件表面容易造成损伤，过量氧化影响涂装的问题，因此需要寻找一种更高效环保的方式来解决。在本专利技术专利主要是采用高效环保的激光干式清洗方法以解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统及清洗方法，用于解决传统清洗铝合金探伤液的方式导致铝合金损伤的问题，可防止铝合金损伤的同时消除生成新的氧化膜，有利于保证铝合金工件自身良好的特性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：一方面，本专利技术提供的一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统，包括纳秒级光纤激光器、百纳秒级光纤激光器、封装光路系统、控制系统和待加工工件，所述纳秒级光纤激光器和百纳秒级光纤激光器均与控制系统通信连接；所述封装光路系统包括两个隔离器、两个振动反射镜和一个F透镜，两个所述隔离器通过光纤线缆分别与纳秒级光纤激光器和百纳秒级光纤激光器连接，两个所述振动反射镜用于将两个隔离器射出的激光投射在F透镜上，两束激光经由反射镜和F透镜在待加工工件上形成两条往复运动的光斑线；所述封装光路系统可受电气系统控制在光斑线的垂线方向上进行移动。
[0005]具体的，两个所述振动反射镜分别受两个振动电机控制，所述振动电机控制振动反射镜的运动过程为往复转动或往复移动。
[0006]另一方面，本专利技术提供的一种铝合金探伤液的复式光源清洗方法，包括上述所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统，所述方法包括如下步骤：步骤S1：组装并调试复式光源清洗系统，调试时确认百纳秒级光纤激光器投射激光的覆盖范围涵盖沿封装光路系统运动方向的纳秒级光纤激光器所投射的激光范围，确保两束激光在动作过程中可全面扫过铝合金件的同时、百纳秒级光纤激光器投射激光可除去新生成的氧化膜，设定相关执行参数；步骤S2：调整待加工工件和封装光路系统的初始或相对位置；步骤S3：控制振动反射镜动作稳定后，再由控制系统控制纳秒级光纤激光器和百
纳秒级光纤激光器启动；步骤S4：控制封装光路系统沿铝合金表面光斑线的垂线稳定移动，执行相应的动作次数，直至设定清洗工作完成后关闭激光器。
[0007]具体的，所述步骤S1中，控制百纳秒级光纤激光器所投射光斑线的覆盖范围在封装光路系统动作时始终大于纳秒级光纤激光器所投射光斑线的覆盖范围。
[0008]具体的，所述纳秒级光纤激光器所投射光斑的直径为0.03~0.05mm，所述百纳秒级光纤激光器所投射光斑的直径为0.05~0.1mm。
[0009]具体的，还包括步骤S5：观察清洗后的表面状态，当清洗效果未达到要求时重复步骤S2
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S4，直至清洗效果达到要求。
[0010]具体的，所述步骤S1中，相关执行参数的设定根据探伤液的覆盖厚度进行选择：纳秒级光纤激光平均功率为200~500W，可调脉宽为1~5ns，激光重复频率为60~200kHz，激光光斑直径为0.03~0.05mm，脉冲能量为0.5~10mJ；百纳秒级光纤激光器平均功率10~100W，可调脉宽为100~300ns，激光重复频率为60~400kHz，激光光斑直径为0.05~0.1mm，脉冲能量不超过0.5mJ。
[0011]具体的，所述步骤S1中执行参数具体设定为：在无损探伤液厚度为1~20μm时，纳秒级激光器的激光功率选择200~300W，脉宽选择3~5ns，清洗速度选择55~75cm/min；百纳秒级激光器的激光功率选择10~30W，脉宽100
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200ns，清洗速度选择55~75cm/min；在无损探伤液厚度为20~40μm时，纳秒级激光器的激光功率选择300~400W，脉宽选择1~4ns，清洗速度选择60~75cm/min；百纳秒级激光器的激光功率选择30~70W，脉宽100
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300ns，清洗速度选择60~75cm/min；在无损探伤液厚度为40μm以上时，纳秒级激光器的激光功率选择400~500W，脉宽选择1~2ns，清洗速度选择65~75cm/min；百纳秒级激光器的激光功率选择60~100W，脉宽200
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300ns，清洗速度选择65~75cm/min。
[0012]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：1、本专利技术所构建的一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统，由纳秒级光纤激光器的脉冲激光束辐照铝合金表面的无损探伤液，使得探伤液可吸收激光能量直接瞬间汽化蒸发，此时再利用百纳秒级光纤激光器的脉冲激光束辐照，可使纳秒级激光器辐照工件表面后使新生成氧化膜受热
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冲击复合作用去除，可解决现用工艺（机械打磨和化学清洗）存在的清洗效率低下、清洗表面质量差及铝合金受水分影响过量氧化影响后续涂装的问题；2、本专利技术为不同厚度的无损探伤液提供了具体的清洗设置参数，为仪器功率等执行参数的设定提供了具体参考指标，有利于在短时间内选择合适的参数去除工件表面的探伤液，可有效提升装置工作效率。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实施例提供的一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统的构成示意图；图2是本专利技术实施例提供的两种光斑线的路径叠加示意图；附图标记：1、控制系统；2、纳秒级光纤激光器；3、百纳秒级光纤激光器；4、封装光
路系统；401、隔离器；402、振动反射镜；403、F透镜；5、光纤线缆；6、待加工工件。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0015]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
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底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0016]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统，其特征在于，包括纳秒级光纤激光器（2）、百纳秒级光纤激光器（3）、封装光路系统（4）、控制系统（1）和待加工工件（6），所述纳秒级光纤激光器（2）和百纳秒级光纤激光器（3）均与控制系统（1）通信连接；所述封装光路系统（4）包括两个隔离器（401）、两个振动反射镜（402）和一个F透镜（403），两个所述隔离器（401）通过光纤线缆（5）分别与纳秒级光纤激光器（2）和百纳秒级光纤激光器（3）连接，两个所述振动反射镜（402）用于将两个隔离器（401）射出的激光投射在F透镜（403）上，两束激光经由振动反射镜（402）和F透镜（403）在待加工工件（6）上形成两条往复运动的光斑线；所述封装光路系统（4）可受电气系统控制在光斑线的垂线方向上进行移动。2.根据权利要求1所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统，其特征在于，两个所述振动反射镜（402）分别受两个振动电机控制，所述振动电机控制振动反射镜（402）的运动过程为往复转动或往复移动。3.一种铝合金探伤液的复式光源清洗方法，其特征在于，包括权利要求1或2中所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统，所述方法包括如下步骤：步骤S1：组装并调试复式光源清洗系统，调试时确认百纳秒级光纤激光器（3）投射激光的覆盖范围涵盖沿封装光路系统（4）运动方向的纳秒级光纤激光器（2）所投射的激光范围，确保两束激光在动作过程中可全面扫过铝合金件的同时、百纳秒级光纤激光器（3）投射激光可除去新生成的氧化膜，设定相关执行参数；步骤S2：调整待加工工件（6）和封装光路系统（4）的初始或相对位置；步骤S3：控制振动反射镜（402）动作稳定后，再由控制系统（1）控制纳秒级光纤激光器（2）和百纳秒级光纤激光器（3）启动；步骤S4：控制封装光路系统（4）沿铝合金表面光斑线的垂线稳定移动，执行相应的动作次数，直至设定清洗工作完成后关闭激光器。4.根据权利要求3所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗方法，其特征在于，所述步骤S1中，控制百纳秒级光纤激光器（3）所投射光斑线的覆盖范围在封装光路系统（4）动作时始终大于纳秒级光纤激光器（2）所投射光斑线的覆盖范围。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛海峰，金文涛，赵云峰，火巧英，周禄军，夏宁，郭永康，
申请(专利权)人：南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司，
类型：发明
国别省市：