本发明专利技术涉及激光加工领域，具体涉及一种激光熔覆在线增材修复装置及修复方法。该激光熔覆在线增材修复方法包括以下步骤：(1)对损伤零部件的损伤区域进行处理，使处理后的区域表面平整并露出金属光泽；(2)采用激光熔覆技术在处理后的区域进行在线增材修复，具体过程为：激光器向处理后的区域发射激光束，金属基合金粉送粉管和纯金属粉送粉管同时向处理后的区域送粉，并控制送粉管的送粉速度；(3)对修复后的区域进行后处理。本发明专利技术利用金属基合金粉送粉管和纯金属粉送粉管分别输送金属基合金粉末和纯金属粉末，并通过送粉速度控制熔覆粉末的成分含量，实现激光熔覆过程中材料成分的在线调配，使熔覆粉末主要元素成分含量接近待修复零部件。待修复零部件。待修复零部件。
【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆在线增材修复装置及修复方法
[0001]本专利技术涉及激光加工领域，具体涉及一种激光熔覆在线增材修复装置及修复方法。
技术介绍
[0002]远洋舰船等在执行运输、远洋护航、远海训练、战备演练和作战等任务过程中，设备面临恶劣的海洋环境，由于多种原因引起轴、齿轮、舰船武器发射装置等零部件磨损、局部断裂、严重锈蚀等问题。
[0003]对于较大型的轴、齿轮等零部件的磨损问题，远洋中无法携带充足的配件，依靠后方保障基地或修造厂的传统保障方式成本高、距离远、流程复杂、工序多、响应慢，难以满足任务期间装备损伤的快速应急修复等保障需求，严重影响航船的运输效率和战舰的战斗力生成与保持。
[0004]因此，远洋舰船的损伤零件采用激光熔覆技术进行现场修复。但由于舰船的零部件较多，且各零部件的成分大部分都不相同，如果将每个零部件修复用的材料均放在舰船上，不仅不便于材料的管理，而且也会占用较多的舰船上的空间。若采用现场配置熔覆用混合粉末，需配备相关粉末搅拌装置，工序复杂，且不同金属元素密度不同易出现混合不均匀的情况；此外，由于较难掌控需熔覆用的混合粉末数量，易造成粉末浪费或单次熔覆粉末数量不足的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种激光熔覆在线增材修复装置，以解决现有技术中激光熔覆在线增材修复所需要的材料种类较多而不便携带的问题；本专利技术的目的还在于提供一种激光熔覆在线增材修复方法，以解决上述问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术激光熔覆在线增材修复装置的技术方案是：
[0007]激光熔覆在线增材修复装置，包括用于发射激光束的激光发射器、用于输送金属基合金粉的金属基合金粉送粉管和用于输送金属基合金粉中主元素的纯金属粉送粉管，金属基合金粉送粉管和纯金属粉送粉管处于激光束的旁侧。
[0008]有益效果是：本专利技术的激光熔覆在线增材修复装置，可利用金属基合金粉送粉管和纯金属粉送粉管分别输送金属基合金粉末和纯金属粉末，通过送粉速度控制熔覆粉末的成分含量，实现激光熔覆过程中材料成分的在线调配，使熔覆粉末主要元素成分含量接近待修复零部件。该方法可以保证损伤零部件良好的修复效果，同时解决了如舰船远洋出行时所需携带材料种类较多而不便携带的难题。
[0009]作为进一步地改进，所述金属基合金粉送粉管为铁基合金粉送粉管。
[0010]有益效果是：由于现有技术中的大部分零部件为不锈钢材质，因此将金属基合金粉送粉管设计为铁基合金粉送粉管，适用性较广。
[0011]作为进一步地改进，所述纯金属粉送粉管设置有至少三个，至少一个纯金属粉送
粉管为纯铁粉送粉管，至少一个纯金属粉送粉管为纯铬粉送粉管，至少一个纯金属粉送粉管为纯镍粉送粉管。
[0012]有益效果是：这样设计，使该装置可针对铁基的零部件进行修复。
[0013]为实现上述目的，本专利技术激光熔覆在线增材修复方法的技术方案是：
[0014]激光熔覆在线增材修复方法，包括以下步骤：(1)对损伤零部件的损伤区域进行处理，使处理后的区域表面平整并露出金属光泽；(2)采用激光熔覆技术在处理后的区域进行在线增材修复，具体过程为：激光器向处理后的区域发射激光束，金属基合金粉送粉管和纯金属粉送粉管同时向处理后的区域送粉，并控制送粉管的送粉速度，以使混合后的熔覆粉末的主元素成分含量与损伤零部件的主元素成分含量一致；(3)对修复后的区域进行后处理。
[0015]有益效果是：本专利技术的激光熔覆在线增材修复方法中，利用金属基合金粉送粉管和纯金属粉送粉管分别输送金属基合金粉末和纯金属粉末，并通过送粉速度控制熔覆粉末的成分含量，实现激光熔覆过程中材料成分的在线调配，使熔覆粉末主要元素成分含量接近待修复零部件。该方法可以保证损伤零部件良好的修复效果，同时解决了如舰船远洋出行时所需携带材料种类较多而不便携带的难题。
[0016]作为进一步地改进，所述金属基合金粉送粉管为铁基合金粉送粉管。
[0017]有益效果是：由于现有技术中的大部分零部件为不锈钢材质，因此将金属基合金粉送粉管设计为铁基合金粉送粉管，适用性较广。
[0018]作为进一步地改进，所述纯金属粉送粉管设置有至少三个，至少一个纯金属粉送粉管为纯铁粉送粉管，至少一个纯金属粉送粉管为纯铬粉送粉管，至少一个纯金属粉送粉管为纯镍粉送粉管。
[0019]有益效果是：这样设计，使该装置可针对铁基的零部件进行修复。
[0020]作为进一步地改进，在步骤(2)中，采用惰性气体作为在线增材修复的保护气与送粉气。
[0021]有益效果是：这样设计，保证激光熔覆后的修复质量。
[0022]作为进一步地改进，在步骤(3)中，通过打磨或机加工的方式对修复后的区域进行后处理，以获得与零部件损坏前相同的形状。
附图说明
[0023]图1为本专利技术激光熔覆在线增材修复方法的修复原理图；
[0024]图2为2507双相不锈钢修复界面与基材的拉伸曲线图。
[0025]图中：1、激光束；2、铁基合金粉送粉管；3、纯铁粉送粉管；4、纯铬粉送粉管；5、纯镍粉送粉管；6、熔覆层；7、2507双相不锈钢。
具体实施方式
[0026]以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。
[0027]本专利技术激光熔覆在线增材修复方法的实施例1：
[0028]本专利技术的激光熔覆在线增材修复方法包括如下步骤：
[0029](1)对损伤零部件的损伤区域进行机加工处理，使处理后的区域表面平整并露出
金属光泽。
[0030](2)采用激光熔覆技术在处理后的区域进行在线增材修复，具体过程为：激光器向处理后的区域发射激光束，同时铁基合金粉送粉管和纯金属粉送粉管向处理后的区域送粉，并控制送粉管的送粉速度，以使混合后的熔覆粉末的主元素成分含量与损伤零部件的主元素成分含量一致(即接近)。同时，采用惰性气体作为在线增材修复的保护气与送粉气。
[0031](3)对修复后的区域进行后处理。
[0032]本实施例中，铁基合金粉送粉管设置有一个，以输送铁基合金粉末。纯金属粉送粉管设置有三个，三个纯金属粉送粉管分别为纯铁粉送粉管、纯铬粉送粉管以及纯镍粉送粉管，以分别输送纯铁粉、纯铬粉、纯镍粉。
[0033]本实施例中，步骤(2)中的惰性气体采用氩气。
[0034]本实施例中，步骤(3)中通过打磨的方式对修复后的区域进行后处理，以获得与零部件损坏前相同的形状。
[0035]以一种双相不锈钢合金粉末(即铁基合金粉)为例，其主要元素中，铁元素含量为61.5wt％，铬元素含量22wt％，镍元素含量7.7wt％。
[0036]选择在2507双相不锈钢表面进行激光在线增材修复试验，2507双相不锈钢的主要元素中，铁元素含量61wt％，铬元素含量25wt％，镍元素含量6.5wt％。如图1所示的修复原理图，试验前将2507双相不锈钢7表面进行机加工，使金属表面平整并露出金属光泽；激光器向处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.激光熔覆在线增材修复装置，其特征在于，包括用于发射激光束的激光发射器、用于输送金属基合金粉的金属基合金粉送粉管和用于输送金属基合金粉中主元素的纯金属粉送粉管，金属基合金粉送粉管和纯金属粉送粉管处于激光束的旁侧。2.根据权利要求1所述的激光熔覆在线增材修复装置，其特征在于，所述金属基合金粉送粉管为铁基合金粉送粉管。3.根据权利要求2所述的激光熔覆在线增材修复装置，其特征在于，所述纯金属粉送粉管设置有至少三个，至少一个纯金属粉送粉管为纯铁粉送粉管，至少一个纯金属粉送粉管为纯铬粉送粉管，至少一个纯金属粉送粉管为纯镍粉送粉管。4.激光熔覆在线增材修复方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对损伤零部件的损伤区域进行处理，使处理后的区域表面平整并露出金属光泽；(2)采用激光熔覆技术在处理后的区域进行在线增材修复，具体过程为：激光器向处理后的区域发射激光束，金属基合金粉送粉管和纯金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：温家浩，丁永春，都军民，白洁，杨中桂，靳逸飞，李星耀，赵智垒，王志敏，张永，李梦晗，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一三研究所，
类型：发明
国别省市：
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