机械工程学报

作者：王蔚, 李晓旭, 刘伟军, 卞宏友, 邢飞, 王静

单位：1. 沈阳工业大学机械工程学院 沈阳 110870;2. 沈阳工业大学辽宁省激光表面工程技术重点实验室 沈阳 110870;3. 沈阳慧远自动化设备有限公司 沈阳 110169

关键词：激光清洗,铝合金,清洗质量,工艺参数,多目标优化；

基金：国家重点研发计划(2022YFB4602202)、辽宁省自然科学基金联合基金(2023-MSLH-239)和国家自然科学基金(52375456)资助项目。

在激光清洗过程中，由于激光加工的能量参数和运动参数众多，如何保证高效高精度清洗质量的情况下协调控制参数成为了一个难题。为了解决这些问题，设计以工艺参数(激光功率、扫描速度、脉冲频率)为优化变量，清洗后表面粗糙度、氧元素去除率、静态接触角为多目标优化指标的BOX-Behnke design(BBD)响应面试验，建立响应面模型与GA-BP神经网络模型，提出一种基于佳点集与自适应正态分布权重改进的多目标麻雀算法，解决其自身初始种群质量差、易于陷入局部最优解、迭代后期种群多样性较小，局部开发能力不高的问题。进一步对模型进行优化，通过TOPSIS获取的最优工艺参数组合为：脉冲频率2.6 kHz、激光功率 245 W、扫描速度 2 900 mm/s。进行多种算法求解的对比分析及工艺试验，验证算法有效性。结果表明：应用所提出模型与算法进行优化，对比原始样件，其表面粗糙度降低了40.26%，氧元素含量下降了96.97%，静态接触角提高了58.32%，清洗质量显著提升。

来源：2025年第3期

《机械工程学报》期刊编辑部

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