[發明專利]分步式電子束熔焊與激光沖擊強化復合制造裝置及方法

在審

• 申請號: 202110426002.7
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113118608A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 郭偉;王優;朱穎;張宏強
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23K15/06
• 分類號: B23K15/06;B23K15/00;C21D10/00
• 代理公司: 北京首捷專利代理有限公司 11873
• 代理人: 梁婧宇

1.分步式電子束熔焊與激光沖擊強化復合制造裝置，其特征在于，包括：

工作臺(1)；所述工作臺(1)頂面固定有基板(11)；所述基板(11)頂面固定有焊接臺(12)和強化臺(13)；

真空焊接室(2)；所述真空焊接室(2)固定在所述基板(11)上，且罩住所述焊接臺(12)；

電子束加工組件(3)；所述電子束加工組件(3)安裝在所述真空焊接室(2)的頂部，且用于向所述焊接臺(12)方向發射電子束；

激光束加工組件(4)；所述激光束加工組件(4)固定在所述強化臺(13)的上方；所述激光束加工組件(4)用于向所述強化臺(13)方向發射激光束；

計算機(5)；所述計算機(5)用于在所述真空焊接室(2)處于真空狀態下，控制所述電子束加工組件(3)向焊接件發射電子束，以及控制所述激光束加工組件(4)發射激光束對完成電子束焊接后的焊接件進行強化。

2.根據權利要求1所述的分步式電子束熔焊與激光沖擊強化復合制造裝置，其特征在于，所述真空焊接室(2)連接有真空泵系統(21)。

3.根據權利要求1所述的分步式電子束熔焊與激光沖擊強化復合制造裝置，其特征在于，所述電子束加工組件(3)包括電子槍(31)和電子束發生控制系統(32)；所述電子槍(31)連接在所述真空焊接室(2)的頂端；所述電子槍(31)的發射口位于其底端且伸入所述真空焊接室(2)內部；所述電子槍(31)的內部上方固定有石墨陰極(311)，以及固定在所述石墨陰極(311)上的聚集束(312)，所述聚集束(312)下方固定有環形陽極(313)；所述電子槍(31)的內部下方依次固定有聚焦線圈(314)和偏轉線圈(315)，所述聚焦線圈(314)和所述偏轉線圈(315)與所述環形陽極(313)的圓心同軸；所述電子槍(31)的上方具有與所述聚集束(312)對應的燈絲(316)；所述電子束發生控制系統(32)包括與所述燈絲(316)電性連接的燈絲電源(321)；與所述環形陽極(313)電性連接的高壓電源(322)；分別與所述燈絲(316)、所述石墨陰極(311)和所述高壓電源(322)電性連接并接地的偏壓電源(323)；與所述聚焦線圈(314)電性連接的聚焦電源(324)；與所述偏轉線圈(315)電性連接的偏轉電源(325)。

4.根據權利要求3所述的分步式電子束熔焊與激光沖擊強化復合制造裝置，其特征在于，所述激光束加工組件(4)包括光纖激光器(41)，以及固定在所述光纖激光器(41)出口前方的反光鏡(42)，和固定在所述反光鏡(42)下方的聚焦透鏡(43)；所述光纖激光器(41)發射的激光束經所述反光鏡(42)和所述聚焦透鏡(43)后射在所述強化臺(13)上；所述光纖激光器(41)與所述高壓電源(322)電性連接。

5.根據權利要求4所述的分步式電子束熔焊與激光沖擊強化復合制造裝置，其特征在于，所述計算機(5)分別與所述電子槍(31)和所述光纖激光器(41)的控制端電性連接。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的分步式電子束熔焊與激光沖擊強化復合制造裝置，其特征在于，位于所述強化臺(13)頂面的焊接件在進行激光束強化前需要在所述焊接件表面鋪設吸收層和約束層(44)；所述吸收層為粘貼在所述焊接件表面的鋁箔或黑膠帶；所述約束層(44)通過滑塊(45)與液壓缸(46)連接，所述液壓缸(46)固定在所述基板(11)上；所述強化臺(13)的兩側固定有絕緣墊片(131)；所述絕緣墊片(131)上固定有用于限制所述焊接件的夾具(132)。

7.根據權利要求6所述的分步式電子束熔焊與激光沖擊強化復合制造裝置，其特征在于，所述基板(11)上固定有冷卻系統柜(47)；所述冷卻系統柜(47)連接有噴水器(48)；所述噴水器(48)朝向所述強化臺(13)的頂面。

8.根據權利要求7所述的分步式電子束熔焊與激光沖擊強化復合制造裝置，其特征在于，所述基板(11)上開設有環繞所述強化臺(13)的回型水槽(111)。