一种起落架裂纹激光修复方法技术

本发明专利技术公开一种起落架裂纹激光修复方法，包括：a、检测起落架裂纹位置及裂纹损伤特征；b、根据裂纹损伤特征对裂纹区域进行坡口加工以去除裂纹，并在坡口加工完成后对形成的坡口进行清洗；c、对坡口待修复区域进行激光冲击强化处理，以在坡口待修复区域预制压应力，从而抑制起落架中疲劳应力释放；d、采用同轴激光环形送粉的方式由下至上、逐层逐道扫描修复的方式将与起落架基材同材质的熔覆粉末送达坡口待修复区域的预设位置，激光光束不断熔化熔覆粉末和起落架基材，使熔覆粉末和基体结合在一起；e、对激光熔覆修复后的区域进行探伤，若探伤结果良好，则对起落架外形进行修整；f、再次采用激光冲击强化处理方式对修复后的区域进行处理。行处理。行处理。

【技术实现步骤摘要】
一种起落架裂纹激光修复方法


[0001]本专利技术涉及激光加工
，更具体地涉及一种起落架裂纹激光修复方法。

技术介绍

[0002]飞机起落架是飞机升降过程中的重要部件，起落架的性能稳定直接影响飞机是否可正常使用，甚至可能会给飞机及飞行员的安全带来隐患，因此，起落架的设计与选材既要求高强度、高刚度，同时还要求起落架体积较小，疲劳性能优异等。现阶段起落架材质一般均为抗拉强度在1300MPa以上的高强钢，这些零部件在服役过程中，工作环境十分恶劣，不仅承受弯曲、扭转和挤压等巨大载荷，而且还会受到外界环境的腐蚀，很容易在起落架中出现磨损、裂纹等缺陷，会进一步影响起落架的使用寿命。
[0003]而在航空航天行业内，使用方往往无法获得零件的设计图纸，因此，若是进行零件更换，存在采购周期长、单件零件制造成本高、资源浪费大等问题。为了保证飞机的正常使用，目前一般采用修复技术修补起落架中的裂纹等缺陷，以避免局部损伤引起的零件报废等重大浪费。而因起落架在服役过程中，长期承受弯曲、扭转及压缩各种外力作用，在起落架中汇集交缠形成复杂疲劳应力，起落架的传统修复方法包括热喷涂、氩弧焊等，存在热影响区大、残余应力大等缺点，且修复过程中，未控制起落架中疲劳应力变化，在热加工过程中，可能造成疲劳应力释放，在起落架中形成新的缺陷，如应力裂纹等，且无论采用何种修复技术修复缺陷，修复区性能往往低于原母材性能，因此，需要对零件件进行热处理以恢复修复区的性能，但某些零件在加工完成后，不可进行热处理，如涡轮叶片，除此外，对零件整体热处理可能会损坏已加工完成的配合面，且资源浪费严重。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可避免采用零件热处理而修复裂纹，且可有效防止新裂纹形成与扩展的起落架裂纹激光修复方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种起落架裂纹激光修复方法，包括：步骤a、检测起落架裂纹位置及裂纹损伤特征；步骤b、根据所检测的裂纹损伤特征对裂纹区域进行坡口加工以去除裂纹，并在坡口加工完成后对形成的坡口进行清洗；步骤c、对坡口待修复区域进行激光冲击强化处理，以在坡口待修复区域预制压应力，从而抑制起落架中疲劳应力释放；步骤d、采用同轴激光环形送粉的方式由下至上、逐层逐道扫描修复的方式将与起落架基材同材质的熔覆粉末送达坡口待修复区域的预设位置，激光光束不断熔化熔覆粉末和起落架基材，使熔覆粉末和基体结合在一起；步骤e、对激光熔覆修复后的区域进行探伤，若探伤结果良好，则对起落架外形进行修整；步骤f、再次采用激光冲击强化处理方式对修复后的区域进行处理。
[0006]其进一步技术方案为：所述步骤c中，激光冲击强化处理的参数为：激光脉冲宽度为15
‑
25ns，激光的功率密度为3.5
‑
6GW/cm2，激光束光斑直径为4
‑
5mm，搭接率为50%。
[0007]其进一步技术方案为：所述步骤c中，激光冲击强化处理之后在坡口待修复区域预制的压应力为
‑
450~
ꢀ‑
100MPa。
[0008]其进一步技术方案为：所述步骤d中，激光光束不断熔化熔覆粉末和起落架基材，使熔覆粉末和基体结合在一起具体包括：同一熔覆层内，激光沿平行于待修复区域的裂纹法向方向移动，熔化熔覆粉末和起落架基材。
[0009]其进一步技术方案为：所述步骤d中，激光光束进行熔覆处理时，道间和层间的温度为100～150℃。
[0010]其进一步技术方案为：所述步骤d中，在激光光束不断熔化熔覆粉末和起落架基材之前包括：将待修复区域局部加热至150～200℃。
[0011]其进一步技术方案为：所述步骤f中，激光冲击强化处理的参数为：激光脉冲宽度为20
‑
30ns，激光的功率密度为4.5
‑
9 GW/cm2，激光束光斑直径为2
‑
3 mm，搭接率为60
‑
70%。
[0012]其进一步技术方案为：所述步骤f中，激光冲击强化处理后，在修复后的区域预制的压应力为
‑
650~
ꢀ‑
300MPa，表层维氏硬度大于450 HV。
[0013]其进一步技术方案为：所述步骤b中，坡口加工时开口角度为90
‑
120
°
，且坡口加工对称中心线方向与裂纹切线方向夹角不大于15
°
。
[0014]其进一步技术方案为：所述步骤b中，坡口加工完成后，坡口底部宽度不小于2mm，坡口待修复区域的表面粗糙度不大于Ra3.2。
[0015]本专利技术的有益技术效果在于：与现有技术相比，本专利技术起落架裂纹激光修复方法在熔覆修复前对起落架坡口待修复区域进行激光冲击强化处理，在待修复区域预制一定压应力，抑制起落架中疲劳应力释放，以有效防止新裂纹形成与扩展，且采用激光熔覆技术通过同轴激光环形送粉的方式由下至上、逐层逐道扫描修复的方式对坡口待修复区域进行修复，充分利用沉积方向性能优异这一特点，降低起落架服役过程中修复区再次出现裂纹的风险，最后，在修复区加工完成后，采用激光强化冲击修复区及热影响区，以提高其硬度及耐磨性，避免了零件热处理，适用于修复不可拆卸类组件修复，可知，本专利技术起落架裂纹激光修复方法可避免采用零件热处理而修复裂纹，简化了修复工序，提高了材料表面硬度，且可有效防止新裂纹形成与扩展。
附图说明
[0016]图1是本专利技术起落架裂纹激光修复方法的流程示意图。
[0017]图2是本专利技术实施例1中激光熔覆处理的激光光束方向示意图。
具体实施方式
[0018]为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本专利技术的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述。
[0019]参照图1，图1为本专利技术起落架裂纹激光修复方法的流程示意图。在附图所示的实施例中，所述起落架裂纹激光修复方法包括：S101、检测起落架裂纹位置及裂纹损伤特征。
[0020]该步骤中，采用磁粉探伤法快速确定裂纹所处区域，随后采用超声探伤法确定裂纹具体位置以及深度、形状和大小等裂纹损伤特征。
[0021]S102、根据所检测的裂纹损伤特征对裂纹区域进行坡口加工以去除裂纹，并在坡口加工完成后对形成的坡口进行清洗。
[0022]本专利技术中，坡口类型可根据裂纹损伤特征分为环形坡口和平面坡口，而坡口加工方式即可是环形坡口及平面坡口单独加工，也可是两者结合。
[0023]该步骤中，坡口加工时开口角度为90
‑
120
°
，且坡口加工对称中心线方向与裂纹切线方向夹角不大于15
°
，即坡口加工中心对称线几乎平行于裂纹切线方向；坡口加工完成后，形成的坡口为倾斜坡口，从坡口底部至坡口顶部截面尺寸逐渐变大，且坡口底部宽度不小于2mm，坡口待修复区域的表面粗糙度不大于Ra3.2，以保持坡口待修复区域较高的光洁度，从而保证激光熔覆时熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种起落架裂纹激光修复方法，其特征在于，包括：步骤a、检测起落架裂纹位置及裂纹损伤特征；步骤b、根据所检测的裂纹损伤特征对裂纹区域进行坡口加工以去除裂纹，并在坡口加工完成后对形成的坡口进行清洗；步骤c、对坡口待修复区域进行激光冲击强化处理，以在坡口待修复区域预制压应力，从而抑制起落架中疲劳应力释放；步骤d、采用同轴激光环形送粉的方式由下至上、逐层逐道扫描修复的方式将与起落架基材同材质的熔覆粉末送达坡口待修复区域的预设位置，激光光束不断熔化熔覆粉末和起落架基材，使熔覆粉末和基体结合在一起；步骤e、对激光熔覆修复后的区域进行探伤，若探伤结果良好，则对起落架外形进行修整；步骤f、再次采用激光冲击强化处理方式对修复后的区域进行处理。2.如权利要求1所述的起落架裂纹激光修复方法，其特征在于，所述步骤c中，激光冲击强化处理的参数为：激光脉冲宽度为15
‑
25ns，激光的功率密度为3.5
‑
6 GW/cm2，激光束光斑直径为4
‑
5mm，搭接率为50%。3.如权利要求1所述的起落架裂纹激光修复方法，其特征在于，所述步骤c中，激光冲击强化处理之后在坡口待修复区域预制的压应力为
‑
450~
ꢀ‑
100MPa。4.如权利要求1所述的起落架裂纹激光修复方法，其特征在于，所述步骤d中，激光光束不断熔化熔覆粉末和起落架基材，使熔覆粉末和基体结合在一起具体包括：同一熔覆层内，激光沿平行于待修复区域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超龙，杜鹏程，曹通，杨晨光，王伟，成星，李庆，
申请(专利权)人：西安空天机电智能制造有限公司，
类型：发明
国别省市：