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专利号: 2019105246316
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铸造;粉末冶金
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种定向洛伦兹力作用下的激光再制造窄隙填充方法,其特征在于:按照如下步骤进行:

(1)根据待修复工件的裂纹深度,采用机械加工方式在裂纹所在表面制作深度大于等于裂纹尖端2mm的V型槽,去除整个开裂区域,所述V型槽底部为圆角,所述的圆角直径为0.5~4mm,所述V型槽的夹角为40°~60°;对所述的待修复工件表面用砂纸进行打磨,之后将所述的待修复工件固定在工作台上并保证所述的V型槽开口端向上;

(2)将激光器设置在待修复工件的V型槽上方,所述激光器发射的激光束将在所述的待修复工件的V型槽区域进行扫描,定义所述的激光束在待修复工件上的移动方向为x轴方向;所述激光束移动过程中光斑焦平面始终与所述V型槽的圆角底端相切,所述光斑的中心与所述V型槽圆角的圆心在同一直线上;将电极的正负两极分别设置在所述待修复工件V型槽两端,并与所述的待修复工件表面紧密贴合,且两个电极之间的连线与所述x轴方向相平行,以使电流方向与所述x轴方向相平行;将磁铁的两个磁极分别布置在所述待修复工件V型槽不同于电极侧的两侧,且两磁极之间的连线与x轴相垂直并与所述待修复工件上表面平行,使得磁场方向与电流方向相正交;所述两个磁极构成的磁场区域布满整个激光束的扫描区域;所述两磁极与待修复工件之间的距离分别为1~3mm;

(3)在步骤(2)所述的两个电极之间通入稳态直流电流,两个电极在所述待修复工件V型槽形成电场,所述的两个磁极在所述待修复工件V型槽区域形成稳态磁场;通过改变通入直流电流方向或磁场方向进行调节电流与磁场产生的洛伦兹力的方向与重力方向相同;洛伦兹力大小通过改变电流大小与磁场强度进行调节;

(4)开启激光器,激光束在待修复工件的V型槽区域沿x轴方向进行扫描,同时通过送粉器在激光光斑区域送入待填充的金属材料,使得粉末汇聚点与光斑焦平面重合;所述待填充的金属材料在激光辐照下形成熔融态,所述熔融态的待填充金属同时受到所述洛伦兹力的作用与重力的作用自V型槽底部向上填充,直至填满整个V型槽区域,停止激光器、电场和磁场的作用,即完成待修复工件的修复。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述电流的大小为200A~1000A。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述磁场的磁场强度为0.4T~2.5T。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的激光功率为750W~1500W,光斑大小为

4mm,扫描速度为6~12mm/s,送粉量为9~18g/min。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的待填充的金属材料为非铁磁性金属材料。

6.如权利要求5所述的方法,其特征在于:所述的待填充的金属材料为Inconel 718、

316L或Stellite 6。