[發(fā)明專利]一種脈沖電流復(fù)合能場輔助激光熔覆的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111130752.6
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113862664A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王東生;高雪松;李榮;彭豐;肖猛
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽中科春谷激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 安化縣梅山專利事務(wù)所 43005
• 代理人: 潘訪華

1.一種脈沖電流復(fù)合能場輔助激光熔覆方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、熔覆前處理：再制造前首先通過機(jī)械加工法去除超高強(qiáng)度鋼表面裂紋、凹坑，開修復(fù)缺口，其次對缺口進(jìn)行打磨拋光，最后用丙酮或酒精擦洗；

S2、熔覆處理：采用與超高強(qiáng)度鋼基體相同材料粉末，進(jìn)行超聲振動-隨動進(jìn)給脈沖電流復(fù)合能場輔助同軸送粉激光熔覆再制造修復(fù)；

S3、熔覆后處理：機(jī)械加工去除再制造區(qū)域加工余量，恢復(fù)尺寸，并對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行局部去應(yīng)力退火，消除殘余應(yīng)力。

2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈沖電流復(fù)合能場輔助激光熔覆的方法，其特征在于：所述步驟S2中的激光熔覆工藝參數(shù)為：粉末粒度為53-106μm，激光功率為300-5000W，激光掃描速度為1-20mm·s^-1，激光光斑直徑為1-6mm，所用保護(hù)氣體為氬氣，流量5-20L·min^-1；所述超聲振動工藝參數(shù)為：超聲波發(fā)生器振動頻率為20-80kHZ，振幅為10-40μm；所述脈沖電流工藝參數(shù)為：脈沖電流為矩形方波，脈沖電流均值I＝10-250A，脈沖寬度為η＝50-5000μs，脈沖頻率為f＝40-4000Hz。

3.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-2所述的脈沖電流復(fù)合能場輔助激光熔覆方法的裝置，其特征在于：包括激光器(16)、脈沖電源(1)、底板(12)、基體(13)、超聲波發(fā)生器(11)和電極裝置(6)，所述脈沖電源(1)連接在所述電極裝置(6)的兩端，且所述電極裝置(6)上設(shè)有激光頭(2)，且所述激光頭(2)的一端連接激光器(16)，所述電極裝置(6)設(shè)置于固定在工作臺上的底板(12)上方，所述激光頭(2)用于發(fā)射激光束，對基體(13)和熔覆層(4)進(jìn)行激光熔覆，所述激光頭(2)的輸入端還設(shè)置有送粉器(14)，所述送粉器(14)用于向基體(13)表面輸送粉末體，以便在激光熔覆過程中同時(shí)進(jìn)行熔覆層粉末的輸送和熔覆。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖電流復(fù)合能場輔助激光熔覆裝置，其特征在于：所述脈沖電源(1)包括分別設(shè)置于所述電極裝置(6)兩端的可調(diào)電極組件，所述可調(diào)電極組件與所述固定座(62)之間通過可調(diào)連接件連接，所述可調(diào)連接件包括設(shè)置于所述固定座(62)兩端底部的滑槽(63)，所述滑槽(63)內(nèi)設(shè)置有與其相互匹配的滑動塊(64)，所述滑動塊(64)可在滑槽(63)內(nèi)垂直移動，所述滑動塊(64)與所述滑槽(63)內(nèi)部安裝有連接彈簧(61)，且所述滑動塊(64)的底部轉(zhuǎn)動連接滾動電極(65)，且所述滾動電極(65)與所述基體(13)之間抵觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈沖電流復(fù)合能場輔助激光熔覆裝置，其特征在于：所述激光器(2)的頭部安裝有噴嘴(3)，且所述噴嘴(3)連接冷卻器(15)，所述底板(12)的兩端設(shè)有夾板(7)，且所述底板(12)與所述基體(13)之間設(shè)有絕緣板(8)；所述夾板(7)包括齒條(71)、調(diào)節(jié)桿(72)、固定螺母(73)、彈簧(74)和齒輪(75)，所述夾板(7)兩端為分層結(jié)構(gòu)，且上下層之間通過調(diào)節(jié)桿(72)帶動齒輪(75)轉(zhuǎn)動，從而帶動與齒輪(75)嚙合的齒條(71)上下移動，且所述齒條(71)固定在上層，所述調(diào)節(jié)桿(72)的外部螺紋連接固定螺母(73)，所述絕緣板(8)上設(shè)有滑槽(81)，所述夾板(7)與滑槽(81)之間通過彈簧(74)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈沖電流復(fù)合能場輔助激光熔覆裝置，其特征在于：所述超聲波發(fā)生器(11)連接換能器(10)，且所述換能器(10)通過變幅桿(9)連接底板(12)。