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国家标准计划《绿色制造 激光表面清洗技术规范》由 TC337(全国绿色制造技术标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准化管理委员会

主要起草单位 中国航空综合技术研究所中机生产力促进中心武汉翔明激光科技有限公司成飞航天八院800所华中科技大学等

目录

基础信息

计划号
20204977-T-469
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2020-12-24
申报日期
2020-05-06
公示开始日期
2020-08-17
公示截止日期
2020-08-31
标准类别
环保
国际标准分类号
49.040
49 航空器和航天器工程
49.040 有关航空航天制造用镀涂和有关工艺
归口单位
全国绿色制造技术标准化技术委员会
执行单位
全国绿色制造技术标准化技术委员会
主管部门
国家标准化管理委员会

起草单位

目的意义

本技术旨在解决金属及其合金材料表面污染物去除难题。

金属及其合金材料因其活泼性极易发生氧化或腐蚀而形成氧化层,在日常存储或复杂工况时表面会沉积污染物。

污染物的存续不仅影响材料的服役寿命,而且对后续加工的组织性能造成损害。

激光加工具有高效率、高精度和绿色环保的优点,采用激光处理表面污染物,使其在高能激光作用下发生熔化、气化和热振动等物化行为而造成剥离,实现高质量表面状态。

并且加工过程无粉尘或试剂污染,,在加速生产节拍的同时保障了作业环境。

本标准实现的重大创新主要为: (1)技术革命:实现对传统技术的更新换代,传统方式如机械打磨存在效率低和质量差等问题。

喷丸、酸洗易造成粉尘、废液污染而被限制使用。

超声波清洗则对加工设备和试样尺寸提出较高要求。

本技术突破加工效率(高于传统手段一个数量级)、精密制造(实现微米级尺度的剥离)和多尺度覆盖(从简单平曲面到复杂构型)限制,获得高质量加工表面; (2)填补空白:国内外针对金属及其合金的激光表面处理手段的相关标准空缺,现存的机械打磨和化学处理手段标准无法覆盖更精密构件加工。

激光表面处理手段缺乏理论水平和实践数据指导,使行业发展水平严重滞后,限制我国高端制造水平。

通过本文件建立激光表面处理国家规范,填补国内外激光处理标准领域空白,增强我国核心制造竞争力; (3)低碳环保:激光作为“21世纪高端加工的关键技术”和“绿色制造的首选方法”,基于高能激光束加工的表面清洗手段能实现污染物高质量去除和基材低损伤。

本技术不添加任何材料及试剂介质,清洗过程中加工产物同步收集处理,将环境污染减小到忽略不计,同时仅耗费水电,能耗相较传统手段显著降低。

范围和主要技术内容

本标准范围为激光表面清洗的一般要求、工艺控制、检验等。 本标准适用于金属及其合金表面油污、锈蚀和氧化膜的激光清洗清洗。特别适用于焊前、装配前、涂层制备前的脏污清洗及焊后、加工后表面脏污去除,其他非金属材料可参考使用。 使用高能量密度(≥107W/cm2)脉冲激光束作为加工工具,使表面污染物主要在热作用下发生急速升温而气化剥离。下方的基材仅发生微量熔化,单光班熔化微区(<10μm2)在大部分激光作用下瞬时凝固而不对其微观结构造成损伤。 本标准技术流程为:开启设备→试样定位→设置工艺→加工→测试。 本标准的技术工艺参数选取激光清洗的关键参数:激光功率、重复频率、脉冲宽度、清洗速度和清洗次数。具体针对不同污染物的参数选取基于实验及测试结果。 本标准的测试方法从外观测试检测、洁净度检测、粗糙度检测、硬度检测、拉伸强度检测和弯曲强度检测等方面进行评定。