【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空维修，具体为一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法。
技术介绍
1、铝合金壁板为薄壁结构，尺寸190mm×190mm，厚度为4mm，零件如图1所示，安装在飞机尾梁侧整流罩上，长期使用在飞机承受的交变载荷作用下，易产生裂纹(或缺陷)，因此需要快速修复壁板结构。传统的修复方法有两种：一是根据零件图纸，重新机械加工，再安装在侧整流罩尾部。该零件使用材料为铝合金，机械加工变形大、不易装夹、易出现夹痕，加工难度大，周期长，严重制约修理周期；二是采用激光修复的方式修复裂纹或缺陷，但是由于铝合金对激光束的高初始反射率及其本身的高导热性，使铝合金在熔化前对激光吸收率低、同时铝的电离能低激光修复过程中等离子体易扩散，使得稳定性差、修复过程中易产生气孔和裂纹、修复接头的力学性能差，因此该方法修复难度大。因此本专利技术用一种多维应力调控增材修复方法快速修复整流罩铝合金壁板，在满足使用性能的同时缩短修理周期。
2、中国专利cn202010715962.0(公开日为2022年1月25日)公开了一种面向铝合金激光增材修复的成形质量控制方法，该专利技术特征在于：在激光修复过程中，通过循环水冷却系统控制成形，冷却系统由不锈钢循环水冷却板、k型热电偶、零件夹具、温度监控仪和水冷机等关键部件构成。该冷却系统可以通过对基板温度的实时监控，使基板温度均匀降低。通过设置正确的循环水冷却温度与冷却时间，使修复过程中的热积累有效减少，从而细化组织，减少孔隙率，提高合金性能，改善成形质量。中国专利cn202210112878.9(公开日为2022年
3、中国专利cn202010715962.0通过冷水系统来调节基板温度，从而减少热积累，细化组织，减少孔隙率，提高合金性能。中国专利cn202210112878.9主要通过al-mg-sc-zr合金粉末特性并调节工艺参数，以提高铝合金修复质量。中国专利cn201610114914.x主要通过超声振动-电磁搅拌复合能场对组织形态进行调控，以提高熔覆层质量。以上三项专利均是理论分析铝合金激光修复和复合能场激光修复，为针对特定薄壁零件结构进行详细分析，未针对飞机铝合金壁板裂纹或缺陷修复给出工艺流程和具体的操作方法。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法。以解决传统机械加工变形大、不易装夹、易出现夹痕，加工难度大，周期长以及传统激光修复变形、多孔、开裂以及接头力学性能差等问题，从而显著提高铝合金激光修复质量，缩短壁板修复周期，并为后期飞机铝合金薄壁零件快速修复提供借鉴。
2、本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
3、一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法，包括以下步骤：
4、步骤(一)拆卸原机含有裂纹或其他缺陷的整流罩铝合金壁板，将壁板进行无损探伤检测，标记出裂纹或缺陷位置和尺寸，并确定修复区间；
5、步骤(二)将铝合金壁板进行清洗并干燥，使用砂纸对修复区间进行打磨，针对裂纹或缺陷处进行加深打磨，打磨后使用酒精或者丙酮进行清洗，使得修复区表面清洁、干燥、无杂质、无油污；
6、步骤(三)准备和铝合金壁板同种材料牌号的激光修复拉伸试样和金相试样；
7、步骤(四)准备al-mg-sc系高强铝合金粉末作为修复专用材料，粉末百分比组成：al基础元素、mg4％～7％、sc0.5％～1.5％、mn≤1.0％、si≤1.5％、fe≤0.5％、zn≤0.3％、o≤0.08％、氮元素n≤0.1％；
8、步骤(五)将待修复零件、拉伸试样和金相试样放置到温度场辅助激光增材修复装置进行修复前预热，预热温度设置为200℃～300℃；
9、步骤(六)将预热好的待修复件、试样快速转移至超声振动场，振动频率设定为20khz、振动振幅为10μm～5010μ、振动功率为100w～300w；
10、步骤(七)在柔性保护舱内进行激光增材修复，充入高纯氩气，使舱内氧含量达250ppm以下；
11、步骤(八)设置激光增材修复参数，并采用蛇形往复加短边扫描的路径规划方法进行修复；
12、步骤(九)对修复后的零件和试样进行真空退火处理；
13、步骤(十)激光修复结束后检测试样金相和强度；
14、步骤(十一)打磨铝合金壁板激光增材修复区，使得表面平整光滑；
15、步骤(十二)将修复好的铝合金壁板通过螺栓安装至整流罩尾部。
16、优选地，步骤(四)中al-mg-sc系高强铝合金粉末的粒度范围50μm～200μm；近球形或椭圆形，有卫星球存在。
17、优选地，步骤(四)中使用前需对金属粉末进行真空干燥，干燥参数：温度80℃～100℃、时间2h～4h；霍尔流速＜150s/50g。
18、优选地，步骤(八)中激光增材参数：激光功率1500w～2500w、光斑直径可调3mm～5mm、扫描速度10mm/s～15mm/s、搭接率40％～50％、送粉量0.5r/min～1r/min、气流量4l/min～7l/min。
19、优选地，步骤(九)中退火处理参数：退火温度200℃～300℃、退火时间为4h～6h。
20、本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术通过采用温度-超声振动复合场激光增材修复技术代替传统机械加工制造，缩短该零件修理周期60％以上、材料利用率提高至70％以上、单件修理成本节约70％以上；通过改进优化传统铝合金激光增材修复，利用温度-超声振动复合场进行修复细化晶粒、减少内部孔隙和开裂变形，提高铝合金激光修复质量和强度，修复层强度达原基体85％以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法，其特征在于：步骤(四)中Al-Mg-Sc系高强铝合金粉末的粒度范围50μm～200μm；近球形或椭圆形，有卫星球存在。
3.根据权利要求1所述的一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法，其特征在于：步骤(四)中使用前需对金属粉末进行真空干燥，干燥参数：温度80℃～100℃、时间2h～4h；霍尔流速＜150s/50g。
4.根据权利要求1所述的一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法，其特征在于：步骤(八)中激光增材参数：激光功率1500w～2500w、光斑直径可调3mm～5mm、扫描速度10mm/s～15mm/s、搭接率40％～50％、送粉量0.5r/min～1r/min、气流量4L/min～7L/min。
5.根据权利要求1所述的一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法，其特征在于：步骤(九)中退火处理参数：退火温度200℃～300℃、退火时间为4h～6h。
【技术特征摘要】
1.一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法，其特征在于：步骤(四)中al-mg-sc系高强铝合金粉末的粒度范围50μm～200μm；近球形或椭圆形，有卫星球存在。
3.根据权利要求1所述的一种整流罩铝合金壁板裂纹快速修复方法，其特征在于：步骤(四)中使用前需对金属粉末进行真空干燥，干燥参数：温度80℃～100℃、时间2h～4h；霍尔流速＜150s/50g。...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡小叶，董定平，谢隋杰，程宗辉，慈世伟，胡家齐，
申请(专利权)人：国营芜湖机械厂，
类型：发明
国别省市：
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