(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210933393.6 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 南京中车浦镇城轨车辆有限责任公 司 地址 210031 江苏省南京市高新 技术开发 区泰山园区浦珠北路68号 (72)发明人 薛海峰　金文涛　赵云峰　火巧英　 周禄军　夏宁　郭永康　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 孙永生 (51)Int.Cl. B08B 7/00(2006.01) B08B 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统及 清洗方法 (57)摘要 本发明公开了激光干式清洗技术领域的一 种铝合金探伤液的复式光源清洗系统及清洗方 法， 旨在解决现有技术中对铝合金进行清洗时易 对铝合金性能造成影响的问题。 其包括纳秒级光 纤激光器、 百纳秒级光纤激光器、 封装光路系统、 控制系统和待加工工件， 所述纳秒级光纤激光器 和百纳秒级光纤激光器均与控制系统通信连接， 所述封装光路系统包括隔离器、 振动反射镜和F 透镜， 两个所述隔离器分别与纳秒级光纤激光器 和百纳秒级光纤激光器连接， 两束激光经由反射 镜和F透镜在工件上形成两条往复运动的光斑 线。 本发明用于解决传统清洗铝合金探伤液的方 式导致铝合金损伤的问题， 可防止铝合金损伤的 同时消除生成新的氧化膜， 有利于保证铝合金工 件自身良好的特性。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115156197 A 2022.10.11 CN 115156197 A 1.一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统， 其特征在于， 包括纳秒级光纤激光器 （2） 、 百纳秒级光纤激光器 （3） 、 封装光路系统 （4） 、 控制系统 （1） 和待加工工件 （6） ， 所述纳秒级光 纤激光器 （2） 和百纳秒级光纤激光器 （3） 均 与控制系统 （1） 通信连接； 所述封装光路系统 （4） 包括两个隔离器 （401） 、 两个振动反射镜 （402） 和一个F透镜 （403） ， 两个所述隔离器 （401） 通过光纤线缆 （5） 分别与纳秒级光纤激光器 （2） 和百纳秒级光 纤激光器 （3） 连接， 两个所述振动反射镜 （402） 用于将 两个隔离器 （401） 射出的激光投射在F 透镜 （403） 上， 两束激光经由振动反射镜 （402） 和F透镜 （403） 在待加工工件 （6） 上形成两条 往复运动的光斑线； 所述封装光路系统 （4） 可受电气系统控制在光斑线的垂线方向上进行移动。 2.根据权利要求1所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统， 其特征在于， 两个所 述振动反射镜 （402） 分别受两个振动电机控制， 所述振动电机控制振动反射镜 （402） 的运动 过程为往复转动或往复移动。 3.一种铝合金探伤液的复式光源清洗方法， 其特征在于， 包括权利要求1或2中所述的 一种铝合金探伤液的复式光源清洗系统， 所述方法包括如下步骤： 步骤S1： 组装并调试复式光源清洗系统， 调试时确认百纳秒级光纤激光器 （3） 投射激光 的覆盖范围涵盖沿封装光路系统 （4） 运动方向的纳秒级光纤激光器 （2） 所 投射的激光范围， 确保两束激光在动作过程中可全面扫过铝合金件的同时、 百纳秒级光纤激光器 （3） 投射激 光可除去新 生成的氧化膜， 设定相关执 行参数； 步骤S2： 调整 待加工工件 （6） 和封装光路系统 （4） 的初始或相对位置； 步骤S3： 控制振动反射镜 （402） 动作稳定后， 再由控制系统 （1） 控制纳秒级光纤激光器 （2） 和百纳秒级光纤激光器 （3） 启动； 步骤S4： 控制封装光路系统 （4） 沿铝合金表面光斑线的垂线稳定移动， 执行相应的动作 次数， 直至设定清洗 工作完成后关闭激光器。 4.根据权利要求3所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗方法， 其特征在于， 所述步 骤S1中， 控制百纳秒级光纤激光器 （3） 所 投射光斑线的覆盖范围在封装光路系统 （4） 动作时 始终大于纳秒级光纤激光器 （2） 所投射 光斑线的覆盖范围。 5.根据权利要求4所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗方法， 其特征在于， 所述纳 秒级光纤激光器 （2） 所投射光斑的直径为0.03~0.05mm， 所述百纳秒级光纤激光器 （3） 所投 射光斑的直径为0.0 5~0.1mm。 6.根据权利要求3所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗方法， 其特征在于， 还包括 步骤S5： 观察清洗后的表面状态， 当清洗效果未达到要求时重复步骤S2 ‑S4， 直至清洗效果 达到要求。 7.根据权利要求3所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗方法， 其特征在于， 所述步 骤S1中， 相关执行参数的设定根据探伤液的覆盖厚度进 行选择： 纳秒级光纤激光器 （2） 平均 功率为200~500W， 可调脉宽为1~5ns， 激光重复频率为60~200kHz， 激光光斑直径为0.03~ 0.05mm， 脉冲能量为0.5~10mJ； 百纳秒级光纤激光器 （3） 平均功率10~100W， 可调脉宽为100~ 300ns， 激光重复频率 为60~400kHz， 激光光斑直径为0.0 5~0.1mm， 脉冲能量 不超过0.5mJ。 8.根据权利要求7所述的一种铝合金探伤液的复式光源清洗方法， 其特征在于， 所述步 骤S1中执 行参数具体设定为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115156197 A 2在无损探伤液厚度为1~20 μm时， 纳秒级光纤激光器 （2） 的激光功率选择200~300W， 脉宽 选择3~5ns， 清洗速度选择55~75cm/min； 百纳秒级光纤激光器 （3） 的激光功率选择10~30W， 脉宽100‑200ns， 清洗 速度选择5 5~75cm/min； 在无损探伤液厚度为20~40μm时， 纳秒级光纤激光器 （2） 的激光功率选择300~400W， 脉 宽选择1~4ns， 清洗速度选择60~75cm/min； 百纳秒级光纤激光器 （3） 的激光功率选择30~ 70W， 脉宽10 0‑300ns， 清洗 速度选择6 0~75cm/min； 在无损探伤液厚度为40 μm以上 时， 纳秒级光纤激光器 （2） 的激光功率选择400~500W， 脉 宽选择1~2ns， 清洗速度选择65~75cm/min； 百纳秒级光纤激光器 （3） 的激光功率选择60~ 100W， 脉宽20 0‑300ns， 清洗 速度选择6 5~75cm/min。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115156197 A 3