CN114952008A - 一种激光无序毛化方法及毛化装置 - Google Patents

一种激光无序毛化方法及毛化装置 Download PDF

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CN114952008A CN202210515367.1A CN202210515367A CN114952008A CN 114952008 A CN114952008 A CN 114952008A CN 202210515367 A CN202210515367 A CN 202210515367A CN 114952008 A CN114952008 A CN 114952008A
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郭斌
聂金浩
徐杰
单德彬
陈曦
刘二举
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Abstract

本发明提供一种激光无序毛化方法及毛化装置。所述激光无序毛化方法，包括：确定待毛化面；使用脉冲激光对所述待毛化面进行毛化作业，其中，所述毛化作业在所述待毛化面形成多个毛化坑组，所述毛化坑组包括在所述待毛化面阵列分布的多个毛化坑，同一所述毛化坑组所对应的所述脉冲激光的参数相同，不同所述毛化坑组所对应的所述脉冲激光的参数不同。同一毛化坑组的毛化坑的大小形貌基本一致，不同毛化坑组对应的毛化坑的大小形貌不同，可以通过多个所述毛化坑组实现对待毛化面的有序毛化的无序性，待毛化面的整体形貌的可重复性和可再现性高，可以通过不同毛化坑组的数量和脉冲激光参数控制毛化形貌和无序毛化的程度，可靠性和可控性高。

Description

一种激光无序毛化方法及毛化装置
技术领域
本发明涉及技术领域，具体而言，涉及一种激光无序毛化方法及毛化装置。
背景技术
目前常用的毛化技术主要包括喷丸毛化、电火花毛化和激光毛化。其中，激光毛化是采用高能量脉冲激光束作用于待毛化构件表面，使之加热、熔化并部分汽化。因激光束能量密度相当大，以致熔池内部挥发的气体等离子化并形成等离子体，其压力作用于熔池，使熔池金属向四周堆起，同时在中间产生凹坑。当脉冲停止时凹坑周围堆起的熔化物快速冷却凝固形成凸缘，从而达到毛化的目的。作为近二十多年兴起的毛化技术，激光毛化技术在众多的毛化技术当中占据了越来越重要的地位，例如，随着激光毛化技术基础理论研究的发展，激光毛化技术已经渗透到汽车、家电、计算机、生物医疗等领域，展示出巨大的应用前景。
激光毛化技术与其他毛化技术相比，毛化点的分布方式确定、形貌和粗糙度具有一定的可控性。激光毛化技术具有有序毛化和无序毛化，其中，大多是有序毛化，其对光的折射具有方向性，限制了其应用，例如会产生莫尔条纹，不利于后续进一步使用；少部分可以实现无序毛化，但其毛化点形貌不可控，再现性差，不利于批量化作业。例如，利用无规律喷孔的高压冷气喷头向熔融金属喷气，使得在待毛化构件表面形成无序且大小不同的微小熔池，这种无序毛化方式难以实现毛化点形貌的控制和再现。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决如何提高激光毛化技术中无序毛化的可控性，特别是可重复性的问题。
为至少在一定程度上解决上述问题的至少一个方面，第一方面，本发明提出一种激光无序毛化方法，包括：
确定待毛化面；
使用脉冲激光对所述待毛化面进行毛化作业，其中，所述毛化作业在所述待毛化面形成多个毛化坑组，所述毛化坑组包括在所述待毛化面阵列分布的多个毛化坑，同一所述毛化坑组所对应的所述脉冲激光的参数相同，不同所述毛化坑组所对应的所述脉冲激光的参数不同。
可选地，任意所述毛化坑均间隔设置。
可选地，所述使用脉冲激光对所述待毛化面进行毛化作业，包括：
使用所述脉冲激光对所述待毛化面进行多次毛化作业，其中，同一次所述毛化作业的所述脉冲激光的参数相同，且同一次所述毛化作业的毛化点在所述待毛化面内阵列分布，至少不同两次所述毛化作业的所述脉冲激光的参数不同。
可选地，所述使用所述脉冲激光对所述待毛化面进行多次毛化作业，包括：
获取前N-1次毛化作业的所有所述毛化坑在所述待毛化面的位置信息，其中，N为正整数，且N≥2；
根据所述位置信息确定第N次毛化作业的预设毛化坑的位置信息；
根据所述预设毛化坑的位置信息生成所述第N次毛化作业的激光头的移动参数和所述脉冲激光的参数；
根据所述激光头的移动参数和所述脉冲激光的参数进行所述第N次毛化作业。
可选地，所述预设毛化坑的位置信息包括所述预设毛化坑之间的预设距离和所述预设毛化坑在所述待毛化面的预设面积；
所述根据所述预设毛化坑的位置信息生成所述第N次毛化作业的激光头的移动参数和所述脉冲激光的参数，包括：
根据所述预设毛化坑在所述待毛化面的预设面积、所述待毛化面的材质信息和预设数据库确定所述第N次毛化作业的所述脉冲激光的频率和功率；
根据所述预设毛化坑之间的预设距离和所述脉冲激光的频率生成所述激光头的移动参数。
可选地，所述使用脉冲激光对所述待毛化面进行毛化作业之前，所述激光无序毛化方法还包括：对所述待毛化面进行激光清洗作业。
第二方面，本发明提出一种激光毛化装置，用于实现如上第一方面的激光无序毛化方法，其包括机架、移动机构、激光头、激光器和控制器；所述激光头包括聚焦镜，所述激光器适于发射脉冲激光，所述激光器发射的所述脉冲激光入射至所述激光头并经所述聚焦镜出射，所述移动机构安装于所述机架上，所述激光头安装于所述移动机构上，所述移动机构适于带动所述激光头运动，所述控制器用于控制所述移动机构和所述激光器动作。
可选地，所述移动机构包括纵向移动组件、横向移动组件和竖向移动组件，所述纵向移动组件安装于所述机架上，所述激光头安装于所述竖向移动组件上，所述纵向移动组件、所述横向移动组件和所述竖向移动组件依次连接，所述纵向移动组件、所述横向移动组件和所述竖向移动组件分别适于实现所述激光头在纵向、横向和竖向方向的移动。
可选地，所述横向移动组件的第一端安装于所述纵向移动组件上，所述横向移动组件上与所述第一端相对的第二端悬空设置；所述激光器安装于所述机架或者安装箱，所述安装箱与所述机架分体设置，所述激光器与所述激光头通过光纤相连接。
可选地，所述激光头包括壳体和安装于所述壳体内的准直扩束镜、扫描振镜和所述聚焦镜，所述激光器发射的所述脉冲激光依次经过所述准直扩束镜、所述扫描振镜和所述聚焦镜。
相对于相关的现有技术，本发明的激光无序毛化方法及毛化装置，由于同一所述毛化坑组的所述毛化坑所对应的所述脉冲激光的参数相同，同一所述毛化坑组的所述毛化坑的大小形貌基本一致，从而实现同一所述毛化坑组对待毛化面起到有序毛化的效果；并且，由于不同所述毛化坑组的所述毛化坑所对应的所述脉冲激光的参数不同，不同所述毛化坑组对应的毛化坑的大小形貌不同，可以通过多个所述毛化坑组实现对待毛化面的有序毛化的无序性，或者说，能够在一定程度上保持对待毛化面的无序毛化的有序性，待毛化面的整体形貌的可重复性和可再现性高，可以通过不同毛化坑组的数量和脉冲激光参数控制毛化形貌和无序毛化的程度，可靠性和可控性高。
附图说明
图1为本发明的实施例中激光无序毛化方法的流程图；
图2为本发明的实施例中激光毛化装置的结构示意图；
图3为本发明的实施例中激光头的结构示意图；
图4为本发明的实施例中单次毛化作业的路径示意图；
图5为本发明的实施例中多次毛化作业的毛化点的示意图；
图6为本发明的实施例中对待毛化面分区域进行毛化的结构示意图。
附图标记说明：
1-机架，2-移动机构，3-激光头，4-激光器，5-控制器，7-安装箱，8-待毛化面，21-纵向移动组件，22-横向移动组件，23-竖向移动组件，31-壳体，32-安装板，33-聚焦镜，311-第一部分，312-第二部分。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”、“一些实施方式”、“示例性地”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。这样，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
附图中竖向表示竖向，也就是上下位置，并且竖向的正向(也就是竖向的箭头指向)表示上，竖向的负向(也就是与竖向的正向相反的方向)表示下；附图中纵向表示水平方向，并指定为左右位置，并且纵向的正向(也就是纵向的箭头指向)表示右侧，纵向的负向(也就是与纵向的正向相反的方向)表示左侧；附图中横向表示前后位置，并且横向的正向(也就是横向的箭头指向)表示后侧，横向的负向(也就是与横向的正向相反的方向)表示前侧；同时需要说明的是，前述竖向、横向及纵向的表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的实施例提供一种激光无序毛化方法，应用于激光毛化装置，激光无序毛化方法包括：
S1，确定待毛化面8。
具体地，确定待毛化构件的待毛化面8。也就是说，确定待毛化区域。其可以是人为指定也可以是通过激光毛化装置通过自动化程度进行定位，其可以采用相关的现有技术，另外，说明书及附图将以待毛化面8为平面为例说明本发明的内容，但是，其不局限于此，在不脱离本发明的技术构思的情况下，待毛化面8也可以为曲面，此处不再详细说明。
S2，使用脉冲激光对所述待毛化面8进行毛化作业，其中，所述毛化作业在所述待毛化面8形成多个毛化坑组，所述毛化坑组包括在所述待毛化面8阵列分布的多个毛化坑，同一所述毛化坑组的所述毛化坑所对应的所述脉冲激光的参数相同，不同所述毛化坑组的所述毛化坑所对应的所述脉冲激光的参数不同。
需要说明的是，毛化坑可以理解为激光烧蚀作用形成的坑位。上述多个毛化坑组的各毛化坑可以是由同一个激光头3作业而形成，也可以是由不同的激光头3作业而形成，多个毛化坑组的毛化坑的毛化生成顺序并不作为限制，其可以是在一次毛化作业中形成，也可以是不同次毛化作业中分别形成，其不作为限制，激光毛化装置可以采用相关的现有技术，后续会示例性说明。
需要说明的是，脉冲激光的参数相同时，各毛化坑的大小形貌基本一致，脉冲激光的参数不同时，各毛化坑的大小形貌不同。
如此，由于同一所述毛化坑组的所述毛化坑所对应的所述脉冲激光的参数相同，同一所述毛化坑组的所述毛化坑的大小形貌基本一致，从而实现同一所述毛化坑组对待毛化面8起到有序毛化的效果；并且，由于不同所述毛化坑组的所述毛化坑所对应的所述脉冲激光的参数不同，不同所述毛化坑组对应的毛化坑的大小形貌不同，可以通过多个所述毛化坑组实现对待毛化面8的有序毛化的无序性，或者说，能够在一定程度上保持对待毛化面8的无序毛化的有序性，待毛化面8的整体形貌的可重复性和可再现性高，可以通过不同毛化坑组的数量和脉冲激光参数控制毛化形貌和无序毛化的程度，可靠性和可控性高。
在本发明的可选实施例中，任意所述毛化坑均间隔设置。
示例性地，若将每个毛化坑简化为在待毛化面8的圆，则任意圆均不重合。另外，应当理解的是，任意毛化坑均间隔设置，其实际由脉冲激光的参数以及毛化坑的中心点之间的距离实现，具体地，对于确定材质的待毛化面8而言，不同的脉冲激光参数，其对应形成的毛化坑的大小形貌不同。
如此，任意所述毛化坑均间隔设置，可以避免各毛化坑之间特别是后毛化形成的毛化坑对前毛化形成的毛化坑的干扰，能够在一定程度上提高无序毛化的无序程度的可控性，提高整体形貌重复和再现的可能性。
否则，若各毛化坑之间存在相交叠的部分，则有可能在相交叠的部分的形貌可能较为复杂，可控性相对较低。
在上述实施例中，可选地，所述使用脉冲激光对所述待毛化面8进行毛化作业，包括：
使用所述脉冲激光对所述待毛化面8进行多次毛化作业，其中，同一次所述毛化作业的所述脉冲激光的参数相同，且同一次所述毛化作业的毛化点在所述待毛化面8内阵列分布，至少不同两次所述毛化作业的所述脉冲激光的参数不同。
也就是说，同一次所述毛化作业形成一个上文描述的毛化坑组，至少不同两次所述毛化作业的所述脉冲激光的参数不同，可以形成至少两个毛化坑组，从而实现无序毛化的有序控制。
示例性地，如图4所示，其示例性示出了本发明的实施例中单次毛化作业的路径示意图，对于同一次毛化作业而言，其毛化点在待毛化面8(例如XY平面)内阵列分布，在第一方向(纵向方向)上，毛化点的间隔为第一间隔△Y，在第二方向(横向方向)上，毛化点的间隔为第二间隔△X，第一间隔和第二间隔可以相同也可以不同，单次毛化作业路径可以呈”弓”形路径。
同一次毛化作业过程中，脉冲激光的参数相同，脉冲激光的参数可以包括功率和频率，具体地，其功率等参数不变，从而同一次毛化作业的阵列分布的各毛化点处形成的毛化坑的大小形貌基本一致，从而实现该同一次毛化作业对待毛化面8起到有序毛化的效果。
如图5所示，其示例性示出了四次毛化作业的毛化点的示意图，第一次毛化作业、第二次毛化作业、第三次毛化作业和第四次毛化作业中任意不同次毛化作业的毛化坑间隔设置。
如此，通过多次毛化作业实现对待毛化面8的毛化，其中，同一次所述毛化作业的所述脉冲激光的参数相同，且同一次所述毛化作业的毛化点在所述待毛化面8内阵列分布，同一次毛化作业产生的形貌一致的阵列分布的毛化坑可以形成一个毛化坑组，可以通过多次毛化作业形成多个毛化坑组，从而实现对待毛化面8的无序毛化的有序控制，整体形貌的可重复性和可再现性高，可以通过调整脉冲激光的参数不同的毛化作业的次数和调整毛化作业的参数控制毛化形貌和无序毛化的程度，可靠性和可控性高。并且，由于同一次毛化作业的脉冲激光的参数一致，无需频繁调整脉冲激光的参数，可以在一定程度上避免频繁调整脉冲激光参数导致的同一毛化坑组的毛化坑之间的形貌差异，能够在一定程度上提高激光毛化的可控性和可靠性。
可选地，当进行第N次毛化作业，N为正整数，且N≥2时，所述使用所述脉冲激光对所述待毛化面8进行多次毛化作业，包括：
获取前N-1次毛化作业的所有所述毛化坑在所述待毛化面8的位置信息；
根据所述位置信息确定第N次毛化作业的预设毛化坑的位置信息；
根据所述预设毛化坑的位置信息生成所述第N次毛化作业的激光头3的移动参数和所述脉冲激光的参数；
根据所述激光头3的移动参数和所述脉冲激光的参数进行所述第N次毛化作业。
需要说明的是，前N-1次毛化作业的所有所述毛化坑在所述待毛化面8的位置信息可以是通过前N-1次毛化作业的控制参数得到，也可以是通过相关的检测元件例如CCD相机等图像获取单元检测得到，此处不再详细说明。
各预设毛化坑应同样符合同一毛化坑组的相应规则，具体而言，各预设毛化坑在待毛化面8内阵列分布。
如此，在进行第N次毛化作业时，依据前N-1次毛化作业的所有所述毛化坑在所述待毛化面8的位置信息，确定第N次毛化作业的预设毛化坑的位置信息，进一步据此生成所述第N次毛化作业的激光头3的移动参数和所述脉冲激光的参数，并进行毛化作业，可以提高对各毛化坑位的相对位置的控制程度，从而提高无序毛化的无序程度的可控性。
可选地，所述预设毛化坑的位置信息包括所述预设毛化坑之间的预设距离和所述预设毛化坑在所述待毛化面8的预设面积；
所述根据所述预设毛化坑的位置信息生成所述第N次毛化作业的激光头3的移动参数和所述脉冲激光的参数，包括：
根据所述预设毛化坑在所述待毛化面8的预设面积、所述待毛化面8的材质信息和预设数据库确定所述第N次毛化作业的所述脉冲激光的频率和功率；
根据所述预设毛化坑之间的预设距离和所述脉冲激光的频率生成所述激光头3的移动参数。
对于确定的所述待毛化面8(材质确定)而言，脉冲激光的不同参数，其对应毛化形成的毛化坑在所述待毛化面8的面积保持相对稳定，预设数据库内存储有与所述预设毛化坑在所述待毛化面8的预设面积、所述待毛化面8的材质信息对应的所述脉冲激光的频率和功率。当脉冲激光的频率确定以后，可以根据预设毛化坑之间的预设距离和脉冲激光的频率确定激光头3的移动参数，具体而言，移动速度，例如，在脉冲激光的一个或多个脉冲周期内实现激光头3由一个毛化点至另一个毛化点的移动。
如此，根据所述预设毛化坑在所述待毛化面8的预设面积、所述待毛化面8的材质信息和预设数据库确定所述第N次毛化作业的所述脉冲激光的频率和功率，可以使得脉冲激光毛化作业产生的毛化坑的形貌接近与预设毛化坑的形貌，从而提高第N次毛化作业的作业精度，提高激光毛化的可控性；再根据所述预设毛化坑之间的预设距离和所述脉冲激光的频率生成所述激光头3的移动参数，可以使得激光头3的移动尽可能符合脉冲激光的脉冲规律，提高控制精度。
进一步地，所述使用脉冲激光对所述待毛化面8进行毛化作业之前，所述激光无序毛化方法还包括：对所述待毛化面8进行激光清洗作业。
如此，先对待毛化面8进行激光清洗作业，保持待毛化面8的处于相对较为平整的状态，然后再进行毛化作业，有利于确保毛化作业的毛化坑的实际形貌与预期的形貌一致。
如图2和图3所示，本发明的另一实施例提供一种激光毛化装置，用于实现如上实施例的激光无序毛化方法，激光毛化装置包括机架1、移动机构2、激光头3、激光器4和控制器5；所述激光头3包括聚焦镜33，所述激光器4适于发射脉冲激光，所述激光器4发射的所述脉冲激光入射至所述激光头3并经所述聚焦镜33出射，所述移动机构2安装于所述机架1上，所述激光头3安装于所述移动机构2上，所述移动机构2适于带动所述激光头3运动，所述控制器5用于控制所述移动机构2和所述激光器4动作。
需要说明的是，激光器4可以设置于移动移动机构2上，也可以不设置于移动机构2上，后续会示例性说明。
如此，控制器5可以通过控制移动机构2带动激光头3移动，从而可以调整激光头3的位置，具体而言，可以调整脉冲激光经聚焦镜33聚焦后的射出位置，控制器5还可以控制激光器4，从而可以控制脉冲激光的发射参数，为实现激光无序毛化方法提高可靠的结构基础，可控性高。
在一些实施例中，激光毛化装置还可以用于激光清洗，其可以是通过调整激光器4发射的脉冲激光的参数实现，还可以是通过另外的激光清洗组件实现，此处不再详细说明。
如图2所示，可选地，所述移动机构2包括纵向移动组件21、横向移动组件22和竖向移动组件23，所述纵向移动组件21安装于所述机架1上，所述激光头3安装于所述竖向移动组件23上，所述纵向移动组件21、所述横向移动组件22和所述竖向移动组件23依次连接，所述纵向移动组件21、所述横向移动组件22和所述竖向移动组件23分别适于实现所述激光头3在纵向、横向和竖向方向的移动。
纵向、横向和竖向方向可以分别理解为图中的Y轴、X轴和Z轴方向。所述纵向移动组件21、所述横向移动组件22和所述竖向移动组件23可以采用直线导轨，并通过丝杠螺母机构驱动，此处不再详细说明。
如此，可以通过纵向移动组件21、横向移动组件22和竖向移动组件23分别实现实现激光头3在纵向、横向和竖向的运动，可控性高。
如图2所示，所述横向移动组件22的第一端安装于所述纵向移动组件21上，所述横向移动组件22上与所述第一端相对的第二端悬空设置；所述激光器4安装于所述机架1或者安装箱7，所述安装箱7与所述机架1分体设置，所述激光器4与所述激光头3通过光纤相连接。
具体地，所述纵向移动组件21用于带动所述横向移动组件22沿纵向移动，所述横向移动组件22用于带动所述竖向移动组件23沿横向移动，所述竖向移动组件23用于带动所述激光头3沿竖向移动。
如此，可以通过纵向移动组件21将横向移动组件22及其上部件移动至纵向一端，从而为待毛化构件的安装等作业让出操作空间，并且，将激光器4安装于机架1或安装箱7，而不是安装于竖向移动组件23，可以降低整个移动机构2的负载，也可以避免激光器4移动而影响脉冲激光的发射稳定性。而将激光器4安装于安装箱7，则有利用整个激光毛化装置的分体运输，降低运输难度。
进一步地，所述激光头3包括壳体31和安装于所述壳体31内的准直扩束镜、扫描振镜和所述聚焦镜33，所述激光器4发射的所述脉冲激光依次经过所述准直扩束镜、所述扫描振镜和所述聚焦镜33。
也就是说，入射至所述激光头3的脉冲激光线依次经过准直扩束镜进行扩束，然后经扫描振镜调整出射角度，最后经聚焦镜33调焦后射出，进行毛化作业。
这里，壳体31可以通过安装板32安装于竖向移动组件23，壳体31包括形成有相连通的第一部分311和第二部分312，第一部分311用于安装准直扩束镜，第二部分312用于安装扫描振镜和聚焦镜33，第一部分311用于与安装板32连接，第一部分311或安装板32上设置有用于连接光纤的光纤连接结构。从而，光纤输出的脉冲激光可以入射至准直扩束镜。此处不再详细说明。
扫描振镜可以微调激光的出射光路，例如当移动机构2的移动导致的聚焦镜33不在毛化点的正上方时，可以依靠扫描振镜确保脉冲激光作用于该毛化点处，并形成毛化坑。扫描振镜可以在一定程度上补偿这种位置差异。
另外，需要说明的是，在一些实施方式中，上述同一次毛化作业时，例如，仅竖向移动机构2沿横向行走时，在某一位置，可以通过扫描振镜同时实现沿纵向或横向分布的多个毛化点的毛化作业。例如，在激光头3的任意停留位置，通过扫描振镜实现沿纵向分布的三个毛化点的作业(此方案图中未示出)，由于通过扫描振镜出射的脉冲激光之间具有极小的夹角，也就是具有一定的方向性，可以使得同一毛化作业中形成的毛化坑组之间形成有数个(例如三个)阵列分布的子毛化坑组，子毛化坑组之间的形貌具有极小的差异，从而能够仅一步提高无序毛化的无序程度的可控性。
另外，激光毛化装置还可以包括例如测距组件的另外部件，测距组件可以安装于激光头3上，此处不再详细说明。
参考图4和图5，结合激光毛化装置对激光无序毛化方法进行示例性说明如下：
将待毛化构件放置在机架1上，确定待毛化面8，通过控制器5和竖向移动组件23对激光光斑进行聚焦；
通过控制器5确定第一次毛化的激光工艺参数，包括功率(P1)、速度(v1)和脉冲频率(f1)；
激光工艺参数确定后，根据待毛化面8的大小，继续通过控制器5设置“弓”字路径，设置完成后开始进行第一次毛化；
第一次毛化完成后通过移动机构2(纵向移动组件21，横向移动组件22)，改变激光头3的位置，此时第一次毛化点的间距d1＝v1/f1(此时激光头3在脉冲激光的发射间隙内移动至下一毛化点)，第二次毛化的起始位置位于第一次毛化点的间隙，如图5②所示，距离第一次毛化点的起始位置d1/2处，因此移动机构2需带动激光头3向右移动d1/2；其中，本实施例将以第一次毛化的第一间隔和第二间隔均为上述d1，且仅以横向移动为例进行说明。
确定“弓”字路径，使用控制器5重新设置激光工艺参数，包括功率(P2)、速度(v2)、和脉冲频率(f2)，从图5②可以看出第二次毛化点的间距与第一次相同，因此需保证v2/f2＝d1，同时毛化形貌的大小与第一次不同，因此需改变输入能量的大小，即E2＝P2/f2应不等于E1，根据以上条件设置激光功率(P2)、速度(v2)和脉冲频率(f2)，设置完成后进行第二次毛化，直至第二次毛化完成；
继续使用移动机构2移动激光头3，确定第三次毛化点的起始位置，如图5③所示，此时第三次毛化点的起始位置位于第一次毛化点的起始位置后方的d1/2处，因此移动机构2带动激光头3应先向左移动d1/2再向后移动d1/2(相对于第二次毛化点的起始位置)；
使用控制器5重新设置激光工艺参数，包括功率(P3)、速度(v3)、和脉冲频率(f3)，从图5③可以看出第三次毛化点的间距为第一次间距的一半，因此需保证v3/f3＝d1/2，同时毛化形貌的大小与第一次不同，因此需改变输入能量的大小，即E3＝P3/f3应不等于E1和E2，设置完成后进行第三次毛化，直至第三次毛化完成；
继续使用移动机构2移动激光头3，确定第四次毛化点的起始位置，如图5④所示，此时第四次毛化点的起始位置位于第二次毛化点的起始位置与第三次毛化点起始位置连线的中点，因此移动机构2带动激光头3应先向右移动d1/4再向前移动d1/4(相对于第三次毛化点的起始位置)；
使用控制器5重新设置激光工艺参数，包括功率(P4)，速度(v4)，和脉冲频率(f4)，从图5④可以看出第四次毛化点的间距为第一次间距的一半，因此需保证v4/f4＝d1/2，同时毛化形貌的大小与其他三次不同，因此需改变输入能量的大小，即E4＝P4/f4应不等于E1、E2和E3，设置完成后进行第四次毛化，直至第四次毛化完成。
根据实际所需的无需程度，继续改变毛化点的初始位置和激光参数进行毛化或结束毛化。
针对大尺寸试样，激光毛化装置无法覆盖试样全区域，因此对试样进行分区域毛化。进行拼接毛化，如图6所示，从而实现大尺寸全区域毛化。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变动与修改，这些变动与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光无序毛化方法，其特征在于，包括：
确定待毛化面(8)；
使用脉冲激光对所述待毛化面(8)进行毛化作业，其中，所述毛化作业在所述待毛化面(8)形成多个毛化坑组，所述毛化坑组包括在所述待毛化面(8)阵列分布的多个毛化坑，同一所述毛化坑组所对应的所述脉冲激光的参数相同，不同所述毛化坑组所对应的所述脉冲激光的参数不同。
2.根据权利要求1所述的激光无序毛化方法，其特征在于，任意所述毛化坑均间隔设置。
3.根据权利要求1或2所述的激光无序毛化方法，其特征在于，所述使用脉冲激光对所述待毛化面(8)进行毛化作业，包括：
使用所述脉冲激光对所述待毛化面(8)进行多次毛化作业，其中，同一次所述毛化作业的所述脉冲激光的参数相同，且同一次所述毛化作业的毛化点在所述待毛化面(8)内阵列分布，至少不同两次所述毛化作业的所述脉冲激光的参数不同。
4.根据权利要求3所述的激光无序毛化方法，其特征在于，所述使用所述脉冲激光对所述待毛化面(8)进行多次毛化作业，包括：
获取前N-1次毛化作业的所有所述毛化坑在所述待毛化面(8)的位置信息，其中，N为正整数，且N≥2；
根据所述位置信息确定第N次毛化作业的预设毛化坑的位置信息；
根据所述预设毛化坑的位置信息生成所述第N次毛化作业的激光头(3)的移动参数和所述脉冲激光的参数；
根据所述激光头(3)的移动参数和所述脉冲激光的参数进行所述第N次毛化作业。
5.根据权利要求4所述的激光无序毛化方法，其特征在于，所述预设毛化坑的位置信息包括所述预设毛化坑之间的预设距离和所述预设毛化坑在所述待毛化面(8)的预设面积；
所述根据所述预设毛化坑的位置信息生成所述第N次毛化作业的激光头(3)的移动参数和所述脉冲激光的参数，包括：
根据所述预设毛化坑在所述待毛化面(8)的预设面积、所述待毛化面(8)的材质信息和预设数据库确定所述第N次毛化作业的所述脉冲激光的频率和功率；
根据所述预设毛化坑之间的预设距离和所述脉冲激光的频率生成所述激光头(3)的移动参数。
6.根据权利要求1所述的激光无序毛化方法，其特征在于，所述使用脉冲激光对所述待毛化面(8)进行毛化作业之前，所述激光无序毛化方法还包括：对所述待毛化面(8)进行激光清洗作业。
7.一种激光毛化装置，用于实现权利要求1至6任意一项所述的激光无序毛化方法，其特征在于，包括机架(1)、移动机构(2)、激光头(3)、激光器(4)和控制器(5)；所述激光头(3)包括聚焦镜(33)，所述激光器(4)适于发射脉冲激光，所述激光器(4)发射的所述脉冲激光入射至所述激光头(3)并经所述聚焦镜(33)出射，所述移动机构(2)安装于所述机架(1)上，所述激光头(3)安装于所述移动机构(2)上，所述移动机构(2)适于带动所述激光头(3)运动，所述控制器(5)用于控制所述移动机构(2)和所述激光器(4)动作。
8.根据权利要求7所述的激光毛化装置，其特征在于，所述移动机构(2)包括纵向移动组件(21)、横向移动组件(22)和竖向移动组件(23)，所述纵向移动组件(21)安装于所述机架(1)上，所述激光头(3)安装于所述竖向移动组件(23)上，所述纵向移动组件(21)、所述横向移动组件(22)和所述竖向移动组件(23)依次连接，所述纵向移动组件(21)、所述横向移动组件(22)和所述竖向移动组件(23)分别适于实现所述激光头(3)在纵向、横向和竖向方向的移动。
9.根据权利要求8所述的激光毛化装置，其特征在于，所述横向移动组件(22)的第一端安装于所述纵向移动组件(21)上，所述横向移动组件(22)上与所述第一端相对的第二端悬空设置；所述激光器(4)安装于所述机架(1)或者安装箱(7)，所述安装箱(7)与所述机架(1)分体设置，所述激光器(4)与所述激光头(3)通过光纤相连接。
10.根据权利要求7至9任意一项所述的激光毛化装置，其特征在于，所述激光头(3)包括壳体(31)和安装于所述壳体(31)内的准直扩束镜、扫描振镜和所述聚焦镜(33)，所述激光器(4)发射的所述脉冲激光依次经过所述准直扩束镜、所述扫描振镜和所述聚焦镜(33)。
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