一种超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法技术

本发明专利技术公开了一种超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法。本发明专利技术的超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法，包括以下步骤：1)：对待焊接的具有Al-Si涂层的热轧钢板的表面进行清洗；2)：将清洗后的热轧钢板固定在工装夹具上，调节激光器发出的超短脉冲激光垂直于热轧钢板设置；3)：按照预设的超短脉冲激光振镜式去除Al-Si涂层的工艺参数，打开激光器对热轧钢板的Al-Si涂层进行去除；4)：关闭激光器，取下Al-Si涂层热轧钢板，即完成去除热轧钢板的Al-Si涂层的过程。本发明专利技术的方法无需采用分光装置，振镜式扫描法能量密度较大，去除效率高，去除涂层的尺寸可调节，并且可以通过控制激光功率控制其去除厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料加工
，具体涉及一种超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法。
技术介绍
目前，汽车生产正向着更安全、更节能环保的趋势发展，汽车用钢板Al-Si涂层热成形钢板因其良好的性能得到很广泛的应用。Al-Si涂层热成形钢板经热处理后，强度为普通钢板的3～4倍，Al-Si涂层具有良好的耐热性、耐腐蚀性，在保证相同强度的前提下材料厚度可以大幅降低，为车身减重以及车身安全性的提高做出了卓越贡献。但是，在焊接过程中，Al-Si涂层在受热后会熔入焊缝。焊缝中熔入的Al与母材中的Fe结合生成FeAl相，Si会在熔合线附近沉淀加大了接头组织的脆性，降低了焊缝的强度。同时，由于Al-Si涂层与母材的热膨胀系数不同，会产生热裂纹等焊接缺陷，因此，去除热成形钢板的Al-Si涂层势在必行。目前去除Al-Si涂层的常规方法为机械法及化学法，机械法去除效率低，且Al-Si涂层去除后钢板的表面不光滑平整；化学法对环境污染大，同时，机械法和化学法这两种常规方法均不能控制去除涂层的厚度，无法完成焊接工艺自动化要求。目前阿赛洛公司已经研发出一种采用激光去除Al-Si涂层的方法。研究人员通过采用一种分光装置，将束状激光调整为条状激光，继而对板材进行去涂层处理。这种方法解决了采用机械法去除涂层后表面不光洁平整、去除厚度难以控制以及去除效率低等的问题。但是此方法也具有其局限性，主要表现为以下几点：(1)由于去除涂层时采用了分光装置，激光能量被分散，能量密度降低，去除相同厚度的涂层时需要的激光功率增加，导致使用成本增加；(2)采用条状光束时，当去除涂层区域宽度改变时，分光装置也需要随其更换，操作比较繁琐，效率低下；而且对所去除涂层宽度有一定限制；(3)采用分光装置难以完全保证经过分光装置后的条状区域内能量分布均匀，因此涂层去除厚度的均匀性很难保证，以上这些局限性均在一定程度上限制了带Al-Si涂层热成形钢板的涂层去除和拼焊的生产。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法，无需采用分光装置，同样激光功率情况下，振镜式扫描法能量密度较大，去除效率高，去除涂层的尺寸可调节，并且可以通过控制激光功率控制其去除厚度。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法，包括以下步骤：步骤1)：对待焊接的热轧钢板的表面进行清洗去除表面油污，所述热轧钢板具有Al-Si涂层；步骤2)：将经步骤1)清洗后的热轧钢板固定在工装夹具上，调节激光器发出的超短脉冲激光垂直于热轧钢板设置；步骤3)：按照预设的超短脉冲激光振镜式去除Al-Si涂层的工艺参数，打开激光器对热轧钢板的Al-Si涂层进行去除；步骤4)：关闭激光器，打开工装夹具，取下Al-Si涂层热轧钢板，即完成超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板的Al-Si涂层的过程。其中，所述激光器为超短脉冲YAG固体激光器。优选地，一种超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法，包括以下步骤：步骤1)：对待焊接的热轧钢板的表面进行清洗去除表面油污，所述热轧钢板具有Al-Si涂层；步骤2)：将经步骤1)清洗后的热轧钢板固定在工装夹具上，并将热轧钢板水平放置，调节激光器发出的超短脉冲激光垂直于热轧钢板设置；步骤3)：设置超短脉冲激光振镜式去除Al-Si涂层的工艺参数：扫描宽度为-15～15mm，振镜扫描频率为0～2000Hz，激光功率为300～1000W，激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为1～15m/min，聚焦镜焦距为200mm，脉冲能量为30～50mJ；参数设置完后打开激光器，对热轧钢板的一面进行Al-Si涂层的去除；步骤4)：关闭激光器，将热轧钢板翻转180°，设置超短脉冲激光振镜式去除Al-Si涂层的工艺参数：扫描宽度为-15～15mm，振镜扫描频率为0～2000Hz，激光功率为300～1000W，激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为1～15m/min，聚焦镜焦距为200mm，脉冲能量为30～50mJ；参数设置完后打开激光器，对热轧钢板的另一面进行Al-Si涂层的去除；步骤5)：关闭激光器，打开工装夹具，取下Al-Si涂层热轧钢板，即完成超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板的Al-Si涂层的过程。其中，步骤3)中所述工艺参数为：扫描宽度为-10～10mm，振镜扫描频率为100～2000Hz，激光功率为300～800W，激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为1～15m/min，聚焦镜焦距为200mm，脉冲能量为30～50mJ。其中，步骤3)中所述工艺参数为：扫描宽度为-10～10mm，振镜扫描频率为500～2000Hz，激光功率为300～600W，激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为1～15m/min，聚焦镜焦距为200mm，脉冲能量为30～50mJ。其中，步骤3)中所述工艺参数为：扫描宽度为-10～10mm，振镜扫描频率为1000～2000Hz，激光功率为300～500W，激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为1～15m/min，聚焦镜焦距为200mm，脉冲能量为30～50mJ。其中，步骤4)中所述工艺参数为：扫描宽度为-15～15mm，振镜扫描频率为500～2000Hz，激光功率为300～600W，激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为1～10m/min，聚焦镜焦距为200mm，脉冲能量为30～50mJ。其中，步骤4)中所述工艺参数为：扫描宽度为-15～15mm，振镜扫描频率为1000～2000Hz，激光功率为300～500W，激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为1～5m/min，聚焦镜焦距为200mm，脉冲能量为30～50mJ。更优选地，一种超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法，包括以下步骤：步骤1)：对待焊接的热轧钢板的表面进行清洗去除表面油污，所述热轧钢板具有Al-Si涂层；步骤2)：将经步骤1)清洗后的热轧钢板固定在工装夹具上，并将热轧钢板竖直放置，调节激光器发出的两束超短脉冲激光分别垂直于热轧钢板的两侧面并对称设置；步骤3)：设置两束超短脉冲激光振镜式去除Al-Si涂层的工艺参数：扫描宽度为-15～15mm，振镜扫描频率为0～2000Hz，激光功率为300～1000W，激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为1～15m/min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：对待焊接的热轧钢板的表面进行清洗去除表面油污，所述热轧钢板具有Al‑Si涂层；步骤2)：将经步骤1)清洗后的热轧钢板固定在工装夹具上，调节激光器发出的超短脉冲激光垂直于热轧钢板设置；步骤3)：按照预设的超短脉冲激光振镜式去除Al‑Si涂层的工艺参数，打开激光器对热轧钢板的Al‑Si涂层进行去除；步骤4)：关闭激光器，打开工装夹具，取下Al‑Si涂层热轧钢板，即完成超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板的Al‑Si涂层的过程。

【技术特征摘要】
1.一种超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板涂层的方法，其特征在于，
包括以下步骤：
步骤1)：对待焊接的热轧钢板的表面进行清洗去除表面油污，所述热轧钢
板具有Al-Si涂层；
步骤2)：将经步骤1)清洗后的热轧钢板固定在工装夹具上，调节激光器
发出的超短脉冲激光垂直于热轧钢板设置；
步骤3)：按照预设的超短脉冲激光振镜式去除Al-Si涂层的工艺参数，打
开激光器对热轧钢板的Al-Si涂层进行去除；
步骤4)：关闭激光器，打开工装夹具，取下Al-Si涂层热轧钢板，即完成
超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板的Al-Si涂层的过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光器为超短脉冲YAG
固体激光器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：对待焊接的热轧钢板的表面进行清洗去除表面油污，所述热轧钢
板具有Al-Si涂层；
步骤2)：将经步骤1)清洗后的热轧钢板固定在工装夹具上，并将热轧钢
板水平放置，调节激光器发出的超短脉冲激光垂直于热轧钢板设置；
步骤3)：设置超短脉冲激光振镜式去除Al-Si涂层的工艺参数：扫描宽度
为-15～15mm，振镜扫描频率为0～2000Hz，激光功率为300～1000W，激光波长
为1030nm，机械机构的平移速度为1～15m/min，聚焦镜焦距为200mm，脉冲
能量为30～50mJ；参数设置完后打开激光器，对热轧钢板的一面进行Al-Si涂层
的去除；
步骤4)：关闭激光器，将热轧钢板翻转180°，设置超短脉冲激光振镜式

\t去除Al-Si涂层的工艺参数：扫描宽度为-15～15mm，振镜扫描频率为0～2000Hz，
激光功率为300～1000W，激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为
1～15m/min，聚焦镜焦距为200mm，脉冲能量为30～50mJ；参数设置完后打开
激光器，对热轧钢板的另一面进行Al-Si涂层的去除；
步骤5)：关闭激光器，打开工装夹具，取下Al-Si涂层热轧钢板，即完成
超短脉冲激光振镜式扫描去除热轧钢板的Al-Si涂层的过程。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述工艺参数为：
扫描宽度为-10～10mm，振镜扫描频率为100～2000Hz，激光功率为300～800W，
激光波长为1030nm，机械机构的平移速度为1～15m/min，聚焦镜焦距为200mm，
脉冲能量为30～50mJ。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述工艺参数为：
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱伏久，陈曦，雷正龙，
申请(专利权)人：昆山宝锦激光拼焊有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32