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。

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
Green manufacturingTechnical specification for laser surface cleaning2022-10-12 发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2022-10-12实施
规范性引用文件
术语和定义
清洗分类
总体要求
工艺准备
清洗程序
质量控制
附录A（资料性）
参考文献·
激光表面清洗推荐工艺参数
GB/T41735—2022
GB/T41735—2022
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汶分院、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广、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申兵学院、中国航空制造技术研究院、北京卫星制造广有限公司、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、中国人民解放军第五七二①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、佟佩声、索海生。
1范围
绿色制造
激光表面清洗技术规范
GB/T41735—2022
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。
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/T3138
GB/T3354
GB/T3356
金属及其他无机覆盖层
表面处理
定向纤维增强聚合物基复合材料拉伸性能试验方法定向纤维增强聚合物基复合材料弯曲性能试验方法GB/T4340.1
GB/T5226.1
GB/T5270
金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件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
GB/T 7247.14
激光产品的安全第1部分：设备分类、要求第14部分：用户指南
激光产品的安全
激光术语
GB/T15313
GB/T18490.1
GB/T18490.2
GB/T18683
GB/T 28786
GB/T 30707
GB/T33049www.bzxz.net
3术语和定义
机械安全
激光加工机第
第1部分：通用安全要求
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钢铁件激光表面淬火
真空技术真空镀膜层结合强度测量方法胶带粘贴法精细陶瓷涂层结合力试验方法划痕法偏光片用光学薄膜涂层附着力的测定方法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
#laser surface cleaning
激光表面清洗
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”。
GB/T41735—2022
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
processinglaserspotdiameter
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
laser energy density
激光能量密度
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、污秽等。c）
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入危险区。
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
射人体造成伤害。
GB/T41735—2022
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：P
E=s×F
式中：
E一一激光能量密度，单位为焦耳每平方厘米（J/cm2）；P——激光平均功率，单位为瓦特（W）；S——光斑面积，单位为平方厘米（cm2）；F——脉冲重复频率，单位为赫兹（Hz）。+.........
+++++++++++++++(1)
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阈值和损伤阈值，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（损伤阈值与清洗阈值之差）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。7.2.3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
当发生以下情况，应进行工艺评定：8.2.1.1
新工艺首次采用时；
重大生产设备有变更或大修后；b）
重大工艺条件改变时，包括基体材料、去除物等；用户有要求时。
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。8.2.1.2
表1工艺评定项目及要求
检验项目
外观（必选）
表面粗糙度（必选）
涂层结合力（必选）
显微组织（可选）
适用类型
I类、ⅡI类、Ⅲ类
I类、Ⅱ类、Ⅱ类
I类、Ⅱ类
I类、Ⅱ类
要求及检验方法
检验项目
硬度（可选）
拉伸强度（可选）
弯曲性能（可选）
8.2.2报告
表1工艺评定项目及要求（续）
适用类型
I类、Ⅱ类
I类、Ⅱ类
I类、Ⅱ类
工艺评定后，应完成工艺评定报告，报告内容应至少包含以下内容：清洗车间的名称和地址；
b）工艺操作过程；
设备状态描述，包括维护、控制等；c）
详细的工艺参数；
加工日期和测试日期；
使用的设备、测试方法、测试参数和测试条件等；GB/T41735—2022
要求及检验方法
测试结果的详细报告，该报告应列出所有的测试值，对于目视检查，清洗车间应提供清洗后试样图片；
任何可能影响测试结果或者误差的因素。h）
8.3检验方法
8.3.1一般要求
应根据工件的清洗要求，对激光清洗后的工件表面进行常规检验。检验项目应包含外观、表面粗糙度、涂层结合力等。检验结果及检验方法应符合8.3.2～8.3.4的要求。8.3.2外观
用肉眼或放大镜观察，激光清洗后的工件表面不应有明显污物或残余去除物，不应有新出现的裂纹、伤痕和蚀坑等缺陷。当用户对工件有清洁度要求时，清洁度检验按照用户要求执行。8.3.3表面粗糙度
按GB/T1031的规定评定激光清洗工件的表面粗糙度。当激光清洗为涂装前道工序时，清洗后的表面粗糙度检测应根据后道工序的工艺要求进行。当激光清洗为工件最后工序时，激光清洗后表面粗糙度等级变化不应超过一个等级。可使用探针类轮廓测量仪或三维光学轮廓测量仪测定表面粗糙度。8.3.4涂层结合力
当激光清洗用于喷涂层去除和表面沉积层去除，以及其他对结合力有特殊要求的涂层去除时，应进行激光清洗后重新制备涂层的结合力检测，激光清洗后的基体表面与重新制备的涂层结合力不应低于涂层去除前结合力，并符合下列规定。a）喷涂层去除检测宜按GB/T8642的规定，采用拉伸试验方法测试结合强度。附着强度（电镀、电刷镀和化学镀层去除的结合强度)检测应根据去除层材质，按照GB/T5270b）
的规定，选择测试方法
c）气相沉积层去除和其他薄膜类层去除的结合强度检测，应按照GB/T28786和GB/T330495
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。