[發(fā)明專利]激光熔覆高溫合金異型連接結(jié)構(gòu)成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310395387.0
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103498142A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳復(fù)堯;劉黎明;楊寶付;許沂;微石;王斌
• 申請（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B23K26/32;B23K26/70
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

1.一種高溫合金異型連接結(jié)構(gòu)的激光熔覆成形方法，其步驟包括：

1）在高溫合金結(jié)構(gòu)件的需要進行熔覆連接的部位加工坡口，利用三維建模軟件建立該坡口的三維模型，并采用剖分軟件對該三維模型進行剖分，根據(jù)剖分結(jié)果編制熔覆控制程序并載入數(shù)控系統(tǒng)；

2）通過所述熔覆控制程序設(shè)定每層的剖分高度為0.1-0.2mm，采用側(cè)向送粉噴嘴并通過數(shù)控系統(tǒng)控制其掃描速度為100-200mm/min，將送粉系統(tǒng)的送粉速度設(shè)定為5-8g/min，在高溫合金結(jié)構(gòu)件的相接的坡口上熔覆5-10層，形成基礎(chǔ)熔覆層；

3）將所述側(cè)向送粉噴嘴的掃描速度調(diào)整為200-300mm/min，送粉系統(tǒng)的送粉速度調(diào)整為6-10g/min，熔覆控制程序中每層的剖分高度調(diào)整為0.3mm-0.4mm，在所述基礎(chǔ)熔覆層上進行均勻穩(wěn)定的成形，直至成形過程結(jié)束。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：進行步驟3）所述均勻穩(wěn)定的成形過程中，當(dāng)所述坡口內(nèi)熔覆成形的材料表面距離坡口頂部15-20mm時，繼續(xù)采用側(cè)向送粉噴嘴，將其掃描速度調(diào)整為300-400mm/min，將送粉系統(tǒng)的送粉速度調(diào)整為10-15g/min，熔覆控制程序中每層的剖分高度調(diào)整為0.4mm-0.6mm，繼續(xù)熔覆過程直至成形過程結(jié)束。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：進行步驟3）所述均勻穩(wěn)定的成形過程中，當(dāng)所述坡口內(nèi)熔覆成形的材料表面距離坡口頂部15-20mm時，將側(cè)向送粉噴嘴更換為對稱送粉噴嘴，控制其掃描速度為300-400mm/min，將送粉系統(tǒng)的送粉速度調(diào)整為10-15g/min，熔覆控制程序中每層的剖分高度調(diào)整為0.4mm-0.6mm，繼續(xù)熔覆過程直至成形過程結(jié)束。

4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于：進行步驟2）和步驟3）所述熔覆的成形室內(nèi)的氧含量低于50ppm。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：首先在成形室內(nèi)充入氬氣以排除空氣，氬氣流量10-15L/min，當(dāng)成型室內(nèi)的氧含量約在1000ppm時，開啟凈化系統(tǒng)使氧含量低于50ppm。

6.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于：所述送粉系統(tǒng)采用的高溫合金粉末采用等離子旋轉(zhuǎn)電極法生產(chǎn)，粒度約100-200目。

7.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于：步驟2）形成所述基礎(chǔ)熔覆層時，設(shè)定激光功率參數(shù)為700-1000W，步驟3）當(dāng)所述坡口內(nèi)熔覆成形的材料表面距離坡口頂部15-20mm時，設(shè)定激光功率參數(shù)為2000-2500W，然后繼續(xù)后續(xù)熔覆過程。

8.一種高溫合金異型連接結(jié)構(gòu)的激光熔覆成形裝置，其特征在于，包括激光器、送粉系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、反射聚焦鏡、送粉噴嘴、機床臺面、成形室、凈化系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)；其中反射聚焦鏡、送粉噴嘴和機床臺面置于成形室內(nèi)，基板固定于機床臺面上；所述激光器用于產(chǎn)生激光束，所述反射鏡用于將產(chǎn)生的激光束聚焦并形成金屬熔池，所述送粉系統(tǒng)用于將高溫合金粉末經(jīng)過送粉噴嘴匯聚于所述金屬熔池中，所述數(shù)控系統(tǒng)用于控制所述送粉噴嘴和所述機床臺面的運動，所述凈化系統(tǒng)用于降低成形室內(nèi)的氧含量，所述水冷系統(tǒng)用于給激光器和機床臺面進行冷卻。

9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于：所述送粉噴嘴為側(cè)向送粉噴嘴或?qū)ΨQ送粉噴嘴。

10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于：所述激光器采用4KW二氧化碳快軸流激光器。