[发明专利]一种激光清洗工件表面镉镀层的方法及激光清洗装置

说明书

本发明公开了一种激光清洗工件表面镉镀层的方法及激光清洗装置，采用激光输出功率≤100W、激光输出重复频率为100‑1000kHz、激光脉冲宽度为12‑500ns、激光光斑搭接率≤50％且激光单脉冲能量≤0.5mJ的激光清洗工件表面镉镀层，激光清洗次数≥8次。其可以在充分清洗工件表层镉镀层的同时不对工件引起过烧现象。

技术领域

本发明涉及激光清洗领域，具体为一种激光清洗工件表面镉镀层的方法及激光清洗装置。

背景技术

镉镀层是普遍采用的防护性镀层，对金属基体起到腐蚀防护作用，镀镉也是飞机、舰船在海洋环境服役腐蚀防护的主要工艺，广泛应用于结构关键部位。但在极端条件下镉镀层会出现破损或失效，如机械损伤、异种金属电位腐蚀、恶劣环境下以保护金属基体材料不受损伤而将镉镀作为阳极性镀层腐蚀消耗。

当镉镀层出现损伤后其腐蚀防护性能下降或失效，需要定期对镉镀层进行维护恢复其腐蚀防护功能，以避免金属基体金属材料腐蚀损伤。恢复镉镀层之前需要对修复表面进行清理，彻底去除残留的镉镀层暴露出新鲜的基体金属表面，由于镀镉层与金属基体材料之间的结合力相较于漆层、氧化层等其他附着层来说更高，因此镀镉层较难去除，镉镀去除的方法有：(1)化学褪除法，利用镉金属溶于酸的机理，在酸溶液中褪除镉镀层；(2)电解褪除法，在特定电解液中组成的阳极电池中，镉在阳极上沉淀析出；(3)打磨去除法，采用机械的方法如打磨，将镉镀层从金属基体表面去除。但上述镉镀层褪除方法存在以下缺陷：(1)化学法和电解法需要将零件整体放入退镀槽中，仅适用于可拆装零件，对于大型产品或结构性部位无法实施；(2)中镉是剧毒物质，含镉废水受环保政策严格管控，含镉的褪镀液需要进行污水处理当镉含量低于监测指标才能排放；(3)结构部位普遍采用的高强度钢不能与酸性溶液接触及不能使用酸性化学褪除溶液，以防止氢脆对结构强度的力学影响。

目前现有技术中还未公开激光清洗具有镉镀层的工件的方案。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种激光清洗工件表面镉镀层的方法及激光清洗装置，其可以在充分清洗工件表面镉镀层的同时不对其下方的基底材料造成过烧影响。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，提供了一种激光清洗工件表面镉镀层的方法，其采用激光输出功率≤100W、激光输出重复频率为100-1000kHz、激光脉冲宽度为12-500ns、激光光斑搭接率≤50％且激光单脉冲能量≤0.5mJ的激光清洗工件表面镉镀层，激光清洗次数≥8次。

优选的，所述激光输出功率为10-50W。

优选的，所述激光光斑搭接率为30-50％。

优选的，所述激光的扫描速度为2500-3500mm/s。

优选的，所述激光的单脉冲能量为0.1-0.5mJ。

优选的，所述激光的填充间距为0.01-0.05mm。

优选的，所述镉镀层包括镉镀层表面的钝化层。

优选的，所述工件为钢质工件。

优选的，所述激光由纳秒级高斯光束光纤激光器产生并发出。

另一方面，还提供了一种可实现上述方法的激光清洗装置，其包括激光器，且所述激光器能产生激光输出功率≤100W、激光输出重复频率为100-1000kHz、激光脉冲宽度为12-500ns、激光光斑搭接率≤50％的激光，且激光单脉冲能量≤0.5mJ的激光。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：