1.铝合金激光清洗研究背景
铝及铝合金是一种重要的金属材料，由于其特殊的物流性，在众多工业、民用等领域中广泛应用。在加工铝及铝合金过程中，焊接是其重要环节，如何得到更为优质、可靠的焊接质量，除好的焊接工艺和设备外，科学的焊前与焊后处理也非常重要。由于铝合金焊接时，过多的氢和氧会造成气孔、夹渣等焊接缺陷。
因此，铝合金激光焊接前往往需要预先清除表面氧化膜、水分及油脂。传统的清除方法是通过化学清洗并在焊接前使用机械打磨的方法。但是化学清洗往往存在着清洗时间长、环境污染大、清洗后水分残留、无法局部清洗等缺点，不仅影响激光焊接效率，同时也影响铝合金的焊接质量，同时机械打磨还存在劳动强度大、噪声大、基底损伤严重、清洗不彻底等缺点，所产生的机械加工碎屑不仅影响后处理质量，同时也危害人员健康。因此，在焊接技术高速发展的情况下，发展绿色可在线的清洗手段显得格外重要。
激光清洗是基于激光与物质相互作用的一种新技术，通过超高峰值、短脉冲激光作用于工件，使得表面污物、锈蚀或涂层吸收激光发生瞬间蒸发或剥离，而基材几乎不吸收激光，从而达到清除表面污物而不损伤基材效果。
相比于传统的清洗方法，激光清洗具有非接触、基材无损伤、精确清洗、“绿色”环保以及可在线等优点，特别适用于指定区域的高速在线式清洗。激光清洗通过将激光照射于工件表面，通过激光与物质的物理化学作用，使剥离材料表面，
其产物可以通过相应的净化装置吸收，不对加工环境造成影响；已清洗表面反射大部分激光，从而不损伤基材。铝合金的激光清洗技术在近几年逐渐引起关注。
2.铝合金激光清洗工艺研究
光纤脉冲激光清洗过程中，影响清洗效果的因素包括激光平均功率、激光频率、脉宽、扫描速度、扫描直线排列间距（以下简称线间距）等多种因素。传统的试验方法是设计正交实验或单因素实验，分析每个参数对清洗效果的影响，但是这种方法影响因素多、耗时长、工作量大，效果评估也是停留在宏观量上，所得到的清洗工艺可移植性较差，不能普遍适用于工业生产。
公司工艺研发团队通过对微观的清洗方式分析，认为在脉冲激光清洗过程中，清洗效果的影响因素可以分为两个大的方面：一是激光的空间参数，二是激光光束的能量参数。这两大参数的综合作用下，使得激光清洗能够有效清除选区内的污染物。
激光的空间参数包括激光的横模方式以及光斑的空间排布（扫描速度、线间距）。激光清洗过程中，由于对材料清洗的均一性有较高要求，往往需要优化激光光斑的空间排布，将原本独立的激光光斑通过空间的有序排布，实现从点光斑到面加工的转变。其主要控制的空间参数为扫描速度和线间距。
如图 2 所示，单个脉冲的光斑，通过光学振镜及其优化控制后，将会在空间上形成相互平行的线状排列，平行两线之间的距离，简称线间距。在激光脉冲频率固定的情况下，扫描速度会直接影响光斑的一维排列，它对一维光斑间距的影响可由式（1）反映。
