铝合金激光清洗表面形貌变化的实验研究及工艺参数优化

• 作者: 李宇强 郭玲玉 蒋平 耿韶宁 王春明 高嵩 韩楚
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 激光技术 激光制造 激光清洗 铝合金 表面形貌 粗糙度 工艺参数优化
• 年，卷（期）: 2021,（22）
• 所属期刊栏目: 激光制造|Laser Manufacturing
• 页码范围: 155-165
• 页数: 11页
• 分类号: TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.2202016

摘要

铝合金密度低、比强度高,是理想的新能源汽车车身材料,但表面氧化层的存在严重影响焊接质量.激光清洗是一种基于脉冲激光的热烧蚀作用去除表面氧化层的方法,具有非接触、可控性好等优点.激光清洗处理会使铝合金表面形貌发生明显变化,对后续加工(如焊接、涂装等)有显著影响.研究了6061铝合金激光清洗表面形貌的变化规律,并建立了表面自然氧化层的激光清洗工艺窗口;基于此窗口,构建了6061铝合金表面粗糙度变化函数模型,对工艺参数进行优化.结果 表明:平均功率影响凹坑形貌的变化尺寸,进而改变表面粗糙度,随着功率由15 W升高至75 W,粗糙度逐渐增大;扫描速度和线间距影响相邻凹坑的搭接形貌,进而改变粗糙度,随着扫描速度由2000mm/s升高至6000mm/s,线间距由0.02 mm升高至0.06 mm,粗糙度先增大后减小.6061铝合金自然氧化层的激光清洗工艺窗口的参数为:平均功率为30～60W,扫描速度为3000～5000 mm/s,线间距为0.03～0.05 mm,采用此窗口的工艺参数进行激光清洗后,粗糙度最大为1.584 μm.