一种Al‑Zn‑Mg‑Cu合金板的表面修复方法技术

本发明专利技术公开了一种Al‑Zn‑Mg‑Cu合金板的表面修复方法，包括打磨处理、预热处理、激光熔敷和合金板加工四个步骤，其中，激光熔敷是在氩气保护下对Al‑Zn‑Mg‑Cu合金板的表面进行修复，激光熔敷所用合金粉末成分为Cu：1.50‑2.50％、Mg：2.50‑3.50％、Zr：0.26‑0.33％、Zn：6.0‑8.50％、Sc：0.26‑0.32％、Al：余量。本发明专利技术操作简单，修复层硬度高，修复层与基体形成良好的冶金结合，不会造成脱落；而且过渡区晶粒细小，对基体热影响区小，不会引起部件热变形；经激光喷粉修复的Al‑Zn‑Mg‑Cu合金部件的质量和合格率极高，能够减少过渡区产生气孔和组织疏松。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于疲劳裂纹修复
，更具体的涉及一种Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法。
技术介绍
部分飞机的机翼上蒙皮为Al-Zn-Mg-Cu合金板制成，机翼在长期服役后，机翼上蒙皮在应力和腐蚀环境复合作用下，易出现腐蚀坑，这将加速疲劳裂纹的产生和扩展。该系铝合金采用焊接修复时有生成焊接裂纹的倾向，对应力集中及应力敏感，且多数该系合金焊接性能不好。如果采用喷涂方式修复，其表面蚀坑和微裂纹修复困难；采用一般的激光熔敷修复，在修复过程中每个脉冲的峰值都很高，在基体表面瞬间产生很高的功率密度，并使基体和补材瞬间融化和冷却。在这个过程中会在熔池周围产生空气爆炸造成熔池喷溅。喷溅的金属在熔池周围形成许多金属球体，这些球体在二次熔覆时会在熔覆层中形成气眼、夹渣。目前没有合适的修复方法，工件只能更换。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法，用以解决现有技术不便于进行Al-Zn-Mg-Cu合金板表面缺陷修复的问题。本专利技术是这样实现的，一种Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法，包括如下步骤：步骤1、打磨处理：对Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面裂纹区进行打磨处理，将裂纹处腐蚀产物清除；步骤2、预热处理：对Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面进行预热；步骤3、激光熔敷：在氩气保护下采用激光熔敷方式进行修复，激光熔敷所采用的合金粉末成分为Cu：1.50-2.50％、Mg：2.50-3.50％、Zr：0.26-0.33％、Zn：6.0-8.50％、Sc：0.26-0.32％、Al：余量；步骤4、合金板加工：对激光熔敷处理后的Al-Zn-Mg-Cu合金板进行机械加工，打磨到所要求的尺寸规格和粗糙度要求。本专利技术的特点还在于，在步骤2中，在进行预热处理时是利用激光器对打磨区进行预扫描，扫描时喷嘴端部距打磨区表面距离为21mm，扫描速度650-750mm/分，当打磨区面积S小于3000mm2，预扫描3遍；当3000mm2≤S＜5000mm2时，预扫描6遍；当5000mm2≤S≤8000mm2时，预扫描10遍。本专利技术的特点还在于，在步骤3中，激光熔敷的功率为850KW，氩气流量Q为8L/min，熔敷过程中气体中的氧含量低于50ppm，送粉速度26g/min，扫描时喷嘴端部距打磨区表面的初始距离为21mm，扫描速度650-750mm/分，喷嘴上升速度为1.2mm/层，熔敷填充的材料高出合金板要求尺寸0.3-0.5mm。本专利技术的有益效果如下：本专利技术操作简单，修复层硬度高，修复层与基体形成良好的冶金结合，不会造成脱落；对基体热影响区小，不会引起部件热变形；经激光喷粉修复的Al-Zn-Mg-Cu合金部件的质量和合格率极高，同时能够减少过渡区产生气孔和组织疏松。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法流程示意图；图2为本专利技术实施例中喷嘴的运行路线图；图3为专利技术实施例中工件修复后不同区域的硬度值结果图；图4为本专利技术实施例修复后的金相组织。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示例性的示出了本专利技术实施例提供的一种Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法流程示意图，该方法至少可以应用于机翼上蒙皮所用Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面疲劳裂纹的修复。本专利技术实施例提供的一种Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法，包括打磨处理、预热处理、激光熔敷和合金板加工四个步骤。其具体步骤如下：步骤101、对Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面裂纹区进行打磨处理，将裂纹处腐蚀产物清除；步骤102、对Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面进行预热；步骤103、在氩气保护下采用激光熔敷方式进行修复，激光熔敷所采用的合金粉末成分为Cu：1.50-2.50％、Mg：2.50-3.50％、Zr：0.26-0.33％、Zn：6.0-8.50％、Sc：0.26-0.32％、Al：余量；步骤104、对激光熔敷处理后的Al-Zn-Mg-Cu合金板进行机械加工，打磨到所要求的尺寸规格和粗糙度要求。在本专利技术实施例中，在步骤102中，在进行预热处理时是利用激光器对打磨区进行预扫描，扫描时喷嘴端部距打磨区表面距离为21mm，扫描速度650-750mm/分，当打磨区面积S小于3000mm2，预扫描3遍；当3000mm2≤S＜5000mm2时，预扫描6遍；当5000mm2≤S≤8000mm2时，预扫描10遍。在本专利技术实施例中，在步骤103中，激光熔敷的功率为850KW，氩气流量Q为8L/min，熔敷过程中气体中的氧含量低于50ppm，送粉速度26g/min，扫描时喷嘴端部距打磨区表面的初始距离为21mm，扫描速度650-750mm/分，喷嘴上升速度为1.2mm/层，熔敷填充的材料高出合金板要求尺寸0.3-0.5mm。本专利技术实施例提供的Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法，操作简单，修复层硬度高，修复层与基体形成良好的冶金结合，不会造成脱落；对基体热影响区小，不会引起部件热变形；经激光喷粉修复的Al-Zn-Mg-Cu合金部件的质量和合格率极高，同时能够减少过渡区产生气孔和组织疏松。实施例1在本专利技术实施例中，所要修复的对象为机翼上蒙皮的一种，其材料为其中一种Al-Zn-Mg-Cu合金板，主要合金元素含量为：Cu：1.90％、Mg：2.50％、Cr：0.18％、Zn：5.80％、Ti：0.20％、Al：余量，厚度10mm；其表面有肉眼可见蚀坑，疲劳微裂纹。本专利技术实施例提供的一种Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法，具体按照如下步骤进行：步骤1，对Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面裂纹区进行打磨处理，将裂纹处腐蚀产物清除；在本专利技术实施例中，首先是利用电动砂轮机清理裂纹周围表面涂层，然后采用角磨机将裂纹处以及蚀坑内腐蚀产物清除，并将裂纹区打磨成规则的长方形，打磨区的深度大于裂纹深度。步骤2，对Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面进行预热：根据打磨区的形状设计喷嘴运行路线，按照设计好的喷嘴运行路线运行激光器对打磨区进行预扫描以达到预热效果；扫描时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Al‑Zn‑Mg‑Cu合金板的表面修复方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、打磨处理：对Al‑Zn‑Mg‑Cu合金板的表面裂纹区进行打磨处理，将裂纹处腐蚀产物清除；步骤2、预热处理：对Al‑Zn‑Mg‑Cu合金板的表面进行预热；步骤3、激光熔敷：在氩气保护下采用激光熔敷方式进行修复，激光熔敷所采用的合金粉末成分为Cu：1.50‑2.50％、Mg：2.50‑3.50％、Zr：0.26‑0.33％、Zn：6.0‑8.50％、Sc：0.26‑0.32％、Al：余量；步骤4、合金板加工：对激光熔敷处理后的Al‑Zn‑Mg‑Cu合金板进行机械加工，打磨到所要求的尺寸规格和粗糙度要求。

【技术特征摘要】
1.一种Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法，其特征在于，包括如下步
骤：
步骤1、打磨处理：对Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面裂纹区进行打磨处理，
将裂纹处腐蚀产物清除；
步骤2、预热处理：对Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面进行预热；
步骤3、激光熔敷：在氩气保护下采用激光熔敷方式进行修复，激光熔敷
所采用的合金粉末成分为Cu：1.50-2.50％、Mg：2.50-3.50％、Zr：0.26-0.33％、
Zn：6.0-8.50％、Sc：0.26-0.32％、Al：余量；
步骤4、合金板加工：对激光熔敷处理后的Al-Zn-Mg-Cu合金板进行机械
加工，打磨到所要求的尺寸规格和粗糙度要求。
2.如权利要求1所述的一种Al-Zn-Mg-Cu合金板的表面修复方法，其特

【专利技术属性】
技术研发人员：闫亮明，安迪，王呼和，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15