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 Green manufacturing-Technical specification for laser surface cleaning
2022-10-12实施
2022-10-12发布 目 次
前言 1 范围
规范性引用文件 3术语和定义 4清洗分类 5 总体要求 6 工艺准备：清洗程序
2
7
8 质量控制附录A（资料性） 激光表面清洗推荐工艺参数参考文献 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，中航西安飞机工业集团股份有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中国电力科学研究院有限公司武汉分院、 中车南京浦镇车辆有限公司，中国人民解放军第五七〇二工厂、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○ 工厂，深圳市杰普特光电股份有限公司、上海船舶工艺研究所、济南森峰激光科技股份有限公司。
本文件主要起草人：王春明、贺静怡、王西昌、奚道云、徐爱杰、王军、李岩、陈素明、袁田、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、 修佩声、索海生。 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
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，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
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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 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
作业光斑直径 processing laser spot diameter 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 Elaserenergy density 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）工类：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： C）Ⅱ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%。 5.2.2激光清洗的场地应按照GB2894的规定设有明显的安全标志，并设置栅栏、隔墙、屏风等，防止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。 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，确定激光能量密度阅值范围。激光能量密度可参考公式（1）计算：
E=SXF
.（1）
1...0..
式中： E激光能量密度，单位为焦耳每平方厘米（J/cm）； P——激光平均功率，单位为瓦特（W）； S一光斑面积单位为平方厘米（cm）； F二脉冲重复频率，单位为赫兹（Hz）。
6.3.4初步清洗试验时应逐渐增加激光能量密度，根据去除量和表面残余状态测试出清洗值和损伤阅值，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值时，不再继续测试。激光清洗的能量密度宜在低于损伤阅值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（损伤阅值与清洗阅值之差）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 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。 7.2.3清洗薄壁工件和网状工件时，应控制清洗功率，宜采用低功率多次清洗，避免工件变形。 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勺的工件时，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理。 7.3.2选择防护介质和防护方式时，应根据不同的周转、运输和贮存周期进行选择。 7.3.3清洗过程中，应对工件表面进行保护，防止磕碰。 7.3.4清洗后的工件，应存放于干燥处。
8质量控制
8.1基本要求
工艺人员应根据清洗工件的批量（如小批，中批或大批）重要程度（如重要件，关键件或关键工序）
或用户特殊要求等对清洗质量进行有效控制，制定相应质量控制文件，明确检验项目和检验要求等。 8.2工艺评定 8.2.1评定条件及要求 8.2.1.1 当发生以下情况，应进行工艺评定：
a） 新工艺首次采用时； b）重大生产设备有变更或大修后； c) 重大工艺条件改变时，包括基体材料、去除物等； d) 用户有要求时。
8.2.1.2 工艺评定项目及要求应按照表1执行。如用户有特殊要求时，可将可选项目作为必选项目。
表1工艺评定项目及要求
检验项目外观(必选）
适用类型 I类、Ⅱ类、皿类 I类、Ⅱ类、Ⅲ类 I类、Ⅱ类 I类、Ⅱ类
要求及检验方法
8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5
表面粗糙度（必选）涂层结合力（必选）