一种激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置及检测和修复方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置及检测和修复方法，通过感应线圈控制成型件表面除熔池外温度保持一致，红外单色温度计通过可旋转的夹具固定在喷头上，通过喷头的运动带动红外单色高温计的变化。通过实验，红外单色高温计经过有缺陷的方法产生温度产生较大波动，对这些波动曲线进行主成分分析，得到影响缺陷主要因素，对主要因素进行聚类分析，得到相应的缺陷类型。知道缺陷类型后，根据扫描路径中喷头之间距离差找到缺陷定位坐标。之后，通过打磨或者从新熔化，达到消除缺陷目的。

【技术实现步骤摘要】
一种激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置及检测和修复方法
本专利技术属于激光金属增材制造领域，涉及一种激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置及检测和修复方法。
技术介绍
激光金属熔覆快速成型又叫激光直接成型。自20世纪90年代初期出现以来，因无污染且制备出的涂层与基材呈冶金组合等优点已成为当代材料表面改性的研究热点，已经在汽车工业、生物医疗、航空航天等多种工业领域具有很好应用前景。金属熔覆过程中，熔池与基板之间形成超高温度梯度，在超强温的冷却速度下，熔池瞬间凝固，周围的保护气体迅速冷却，熔池平面出现了较大的温度差。这种较大温度差引起较大的热应力。于此同时，这种较大温度差影响了熔覆层微观组织。偏离了延Z轴方向外延生长，延着R方向无序生长，这种无序性，产生较大组织应力。热应力和组织应力无法抵消，出现了裂纹、气泡、层间孔隙、球化等微小材质缺陷。这些非穿透性缺陷产生厚壁零件中，深度无法测量，其他修复技术无法发挥作用。一旦这些缺陷导致金属零件疲劳断裂，将产生灾难性后果。针对这种缺陷，目前还没有有效的在线检测、在线修复的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置，其特征在于，包括用于安放成型件(2)的基板(1)，以及位于基板(1)上方的喷头(4)，夹具(6)安装在喷头(4)上，且能够旋转，夹具(6)上安装有红外单色高温计(5)；成型件(2)的外侧套设有与其轮廓形状相适应的感应线圈(3)。

【技术特征摘要】
1.一种激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置，其特征在于，包括用于安放成型件(2)的基板(1)，以及位于基板(1)上方的喷头(4)，夹具(6)安装在喷头(4)上，且能够旋转，夹具(6)上安装有红外单色高温计(5)；成型件(2)的外侧套设有与其轮廓形状相适应的感应线圈(3)。2.根据权利要求1所述的激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置，其特征在于，喷头(4)由激光器、送粉器以及冷却水装置构成。3.根据权利要求1所述的激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置，其特征在于，感应线圈(3)的截面形状和尺寸根据成型件(2)的形状确定。4.根据权利要求3所述的激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置，其特征在于，感应线圈(3)的截面形状为圆形或者方形。5.根据权利要求1-4任意一项所述的激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测装置，其特征在于，感应线圈(3)采用铜管制成，铜管外径3mm-10mm，制成线圈后内表面离成型件(2)侧面2mm-20mm，线圈圈数为2-6圈。6.一种采用权利要求1-4任意一项所述装置的激光金属熔覆快速成型过程中的缺陷检测和修复方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据基板(1)上成型件(2)的形状确定感应线圈(3)的轮廓形状，并将其安装成型件(2)上，使其上表面和成型件(2)上表面位于同一水平面；2)开始制作；调整喷头(4)的高度，调节红外单色高温计(5)聚焦点，使得红外单色高温计(5)的聚焦点和喷头(4)激光聚焦点的距离保持在2±0.5mm；喷头(4)带动红外单色高温计(5)运动3)喷头(4)带动红外单色高温计(5)同步扫描，喷头(4)在红外单色高温计(5)的正前方，第一层扫描结束后，感应线圈(3)、喷头(4)和红外单色高温计(5)上升一个成形层高度；若红外单色高温计(5)得到信号温度波动曲线中信号温度波动超过固定阈值，则此处为缺陷处，停止制作，执行步骤8)；否则执行步骤4)开始下一层的制作；4)夹具(6)顺时针旋转90°，喷头(4)垂直于上一层方向扫描，此时喷头(4)在红外单色高温计(5)的正前方，扫描结束，感应线圈(3)、喷头(4)和红外单色高温计(5)上升一个成形层高度；若红外单色高温计(5)得到信号温度波动曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔滨，吴垠，李涤尘，解瑞东，曹毅，同治强，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61