ICS25.220 CCS J 39 中华人民共和国国家标准 GB/T41735—2022 绿色制造 激光表面清洗技术规范 2022-10-12实施 2022-10-12发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T41735—2022 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 3 术语和定义 清洗分类 4 5 总体要求 6 工艺准备 清洗程序 7 质量控制 8 附录A（资料性） 激光表面清洗推荐工艺参数 参考文献· GB/T41735—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国绿色制造标准化技术委员会（SAC/TC337）提出并归口。 本文件起草单位：中国航空综合技术研究所、武汉翔明激光科技有限公司、中机生产力促进中心有 限公司、华中科技大学、上海航天精密机械研究所、中国人民解放军第五七二一工厂、中航西安飞机工业 中车南京浦镇车辆有限公司、中国人民解放军第五七二 二工厂、成都飞机工业（集团）有限责任公司、 河北京津冀再制造产业技术研究有限公司、上海飞机制造有限公司、哈尔滨工业大学、中国航发北京航 空材料研究院、中国人民解放军陆军装甲兵学院、中国航空制造技术研究院、北京卫星制造厂有限公司、 中机研标准技术研究院（北京）有限公司、沈阳飞机工业（集团）有限公司、中国人民解放军军事科学院国 防科技创新研究院、浙江金洲激光科技有限公司、长沙航空职业技术学院、中国人民解放军第五七二○ 本文件主要起草人：王春明、贺静怡、王西昌、道云、徐爱杰、王军、李岩、陈素明、袁由、蒋平、孙婷婷、 张志毅、魏敏、冯力争、金文涛、邱太文、郭斌、徐明、王利华、邹文江、王思捷、崔庆新、邱媛、曾全胜、陈宏伟、 孔令超、舒送、倪加明、刘洋、张威、徐杰、刘航、郑惠锦、李峰西、王彬、杨娟、刘博文、关煜杰、栗晓飞、 佩声、索海生。 GB/T41735—2022 绿色制造 激光表面清洗技术规范 1范围 本文件规定了激光表面清洗分类、总体要求、工艺准备、清洗程序及质量控制要求 本文件适用于工件表面金属氧化物、镀覆层、涂层及其他特定污染物的激光清洗，包括焊前、装配 前、涂层制备前的污染物清洗，焊后、加工后表面污染物去除以及功能性（保护、改性等）失效的表面材料 去除。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T228.1 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 GB/T232金属材料弯曲试验方法 GB/T1031 产品几何技术规范（GPS） 表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值 GB2894 安全标志及其使用导则 GB/T 3138 金属及其他无机覆盖层 表面处理 术语 GB/T 3354 定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法 GB/T3356 定向纤维增强聚合物基复合材料弯曲性能试验方法 GB/T 4340.1 金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法 GB/T 5226.1 机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件 GB/T5270 金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法评述 GB7247.1— 2012激光产品的安全第1部分：设备分类、要求 GB/T7247.14 激光产品的安全第14部分：用户指南 GB/T15313 激光术语 GB/T 18490.1 机械安全 激光加工机第1部分：通用安全要求 GB/T18490.2 机械安全 激光加工机第2部分：手持式激光加工机安全要求 GB/T18683 钢铁件激光表面淬火 GB/T 28786 真空技术真空镀膜层结合强度测量方法 胶带粘贴法 GB/T 30707 精细陶瓷涂层结合力试验方法划痕法 GB/T33049 偏光片用光学薄膜涂层附着力的测定方法 3 术语和定义 GB/T3138、GB/T18683、GB/T15313界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 激光表面清洗 laser surface cleaning 利用激光束去除工件表面污染物及不需要的材料的过程。 注：简称“激光清洗”。 1 GB/T41735—2022 3.2 清洁度cleanliness 经过激光清洗后，去除物（如金属氧化物及镀覆层、涂层、污染物等）在工件表面所残留的程度。 3.3 清洗速度 cleaningspeed 激光清洗过程中，单位时间内扫描执行机构相对于工件移动的距离 3.4 脉冲宽度pulsewidth 激光脉冲上升和下降至其50%峰值功率点之间的间隔时间。 ［来源：GB/T15313—2008，2.1.74，有修改］ 3.5 processing laser spotdiameter 作业光斑直径 单激光束辐照在工件表面上的实际作业直径。 3.6 激光能量密度 laserenergydensity 激光束作用于工件表面单位面积上的激光能量。 4清洗分类 激光清洗按去除物类型可分为三类： a）I类：金属氧化物及镀覆层，包括电化学/化学氧化膜、锈蚀及氧化物、镀覆层、无机膜层等； b) Ⅱ类：涂层，包括吸波涂层、热控涂层、润滑涂层、有机涂层等； Ⅲ类：特定污染物、劣化材料表层或残留物，包括油污、劣化表面、积碳、止焊剂、胶层、污移等。 5总体要求 5.1# 操作人员 从事激光清洗的操作人员应经过相关工艺、设备使用操作及安全培训，考核合格后方可上岗 5.2作业环境 5.2.1激光清洗作业环境应保持清洁和通风，环境温度宜在5℃～30℃范围内，相对湿度不宜大 于75%。 与工作无关人员误人危险区。 5.2.3激光清洗现场不应有易燃易爆物品。不应在有禁止明火要求的特定环境进行激光清洗。 5.3工作电压 电源电压应采用AC220V、50Hz或AC380V、50Hz，并应保持稳定 5.4清洗设备 5.4.1激光清洗设备应包含激光器、扫描执行机构、控制系统、冷却装置及激光安全防护装置等。 5.4.2激光清洗设备应保证清洗后表面的均匀性，不应出现边缘烧蚀和台阶。 5.4.3激光清洗设备的光路系统应全部封闭或采取保护措施（如使激光在金属管中传递），避免直接照 2 GB/T41735—2022 射人体造成伤害 5.4.4激光清洗设备的工作台宜采用激光防护玻璃等防护装置屏蔽，以防止激光的反射。 5.4.5激光清洗设备辐射安全应符合GB7247.1一2012第4章的要求，并应按照GB7247.1一2012第 5章的要求对激光辐射安全进行标记 5.4.6其他安全防护应按照GB/T5226.1、GB/T7247.14、GB2894、GB/T18490.1、GB/T18490.2的 规定执行。 6工艺准备 6.1工艺准备内容 工艺准备可包括工艺方案制定、工艺规程编制、工艺试验验证和工艺评定。 6.2工艺方案制定 工艺方案制定时，应根据被清洗工件材料特性、形状、尺寸、表面质量、批量、重要程度和用户要求 等，同时结合激光清洗涉及的安全、工业卫生、作业条件、环境保护等要求制定。 6.3工艺规程编制 6.3.1依据工艺方案及相关技术文件编制相应清洗工艺规程，明确需要保留的基材和需要清除的污物 或涂层，根据设备条件以及激光光束性质等具体条件确定工艺参数 6.3.2为达到最高效率和最小损伤，选择和优化激光平均功率、清洗速度、脉冲重复频率、作业光斑直 径、脉冲宽度等关键工艺参数，常见清洗工艺参数可参考附录A进行选取 6.3.3可通过初步清洗试验，确定激光能量密度阈值范围。激光能量密度可参考公式（1)计算： 式中： E一—激光能量密度，单位为焦耳每平方厘米（J/cm²）； P一一激光平均功率，单位为瓦特（W）； S一一光斑面积，单位为平方厘米（cm）； F一脉冲重复频率，单位为赫兹（Hz）。 國值，测试时以待去除层开始减少的数值作为激光能量密度下限，当去除层全部去掉时，以基体材料开 始减少的数值作为激光能量密度上限，以在该范围内可有效去除待去除层且基体材料没有可见损伤，作 为有效清洗范围。当激光能量密度超出损伤阈值时，不再继续测试。激光清洗的能量密度宜在低于损 伤阈值30%有效清洗能量密度区间处，即损伤阈值减去有效清洗能量密度区间范围（损伤阈值与清洗 國值之差）的30%，以保护基材不受损伤。 6.3.5取与工件同种材料同种状态的试验件，进行工艺参数验证，并检查清洗质量是否满足要求。 7清洗程序 7.1清洗准备 实施清洗作业前，操作人员应检查作业环境，确保激光传输光路上无人员、设备及与作业不相关的 物品，戴好激光防护眼镜，按操作规程启动清洗设备，并调整红光标识激光清洗位置 3 GB/T41735—2022 7.2清洗过程 7.2.1 清洗过程应依据工艺规程文件进行，可根据工件自身特点，参考已有实验数据，确定工艺参数范 围，通过验证后确定清洗工艺参数。 7.2.2清洗时应遵循由近端到远端或从工件上端到下端逐步清洗的原则。 7.2.4工件油污较厚时，可对油污进行预处理，减少油污厚度，并调整清洗功率，避免产生明火。 7.2.5清洗污物或涂层厚度不均匀的工件时，应采用低功率多次清洗的原则清洗，或对污物、涂层较厚 区域进行单独清洗 7.2.6对于易燃污物、涂层或易氧化材料的激光清洗，以及对清洗后的表面有特殊应用要求的工件，在 激光清洗过程中宜采用情性气体进行保护。 7.2.7对清洗产生的烟尘和废气应采用侧吹气流或者吸尘等方式进行排除或收集。 7.3工件防护 7.3.1 清洗检验合格的工件应根据不同材料和表面状态进行防护处