[发明专利]金属零件激光沉积修复局部惰性气体保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体保护装置，具体讲是涉及一种金属零件激光沉积修复局部惰性气体保护装置，其属于激光加工技术领域。

背景技术

钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐热性高和良好的生物活性等特点，近年来被广泛应用于航空、航天、航海、汽车、冶金、化工、医学等领域。不过，钛合金本身所具有的高熔点、高熔融态活性以及大的变形抗力的特点使得钛合金从原材料到制备成形的成本都大大提高。另外，零件的加工过程中难免会出现一定的失误而导致半成品件或近终加零件的报废。而且，恶劣的零件服役环境也会导致零件的损伤，进而导致更大的经济损失。如果对零件整体进行报废或更换，不仅生产和更新周期较长，而且由于零件加工费用以及原材料费用昂贵，也会造成极大的浪费。如果对这些钛合金零件进行修复和再制造，不但可以降低损失，而且可以大大缩短生产周期，降低成本。

激光沉积修复技术可以实现对具有较复杂形状、一定深度制造缺陷、误加工损伤或服役损伤的零件的修复和再制造。激光沉积修复技术弥补了传统修复技术在修复件外形尺寸及组织性能控制所存在的不足，在钛合金零件的修复领域展示出巨大的前景。

在激光沉积修复过程中，钛合金在熔融状态的高活性和高温下的高氧化和氮化倾向，使得修复过程中的修复区和本体保护问题成为了制约钛合金零件激光沉积修复效率和修复件性能的重要因素。为了改善修复效果，提高修复质量，通常把钛合金零件放置在一个充满惰性气体的密闭气氛保护箱体中进行。为了实现这样的惰性气体环境，通常的做法是先利用真空泵将气氛保护室抽真空，然后再往里面充惰性保护气体。如此反复抽真空，充惰性保护气体几次后可以得到较为纯净的惰性气体环境。但是利用上述方法得到的气氛保护环境，不仅在前期设备的设计制造成本投入大，而且设备在使用过程中需要重复抽真空、充惰性气体从而达到降低氧气、氮气和水的含量的目的。然而，此方法对惰性气体的利用率不高，工作时间长，降低了激光修复效率。同时，密闭气氛保护箱体尺寸的大小限制了可修复零件尺寸的范围，因此此方法无法适应修复零件尺寸变化范围大的特点，从而降低了设备的利用率，增加了生产成本。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是要提供一种结构紧凑、成本低廉、性能稳定和操作方便的金属零件激光沉积修复局部惰性气体保护装置，特别是应用于钛合金零件修复的局部惰性气体保护装置。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：金属零件激光沉积修复局部惰性气体保护装置，其特征在于：所述局部惰性气装保护装置包括固定座密封环、环形密封件、软性密封罩、支撑骨架和气体检测传感器；固定座密封环与同轴送粉喷嘴上端运动执行机构的立柱连接形成密封，固定座密封环和环形密封件之间通过软性密封罩连接；所述环形密封件由轮廓相互平行的两条环形密封条构成，两条环形密封条之间设有抽真空孔，软性密封罩上设有第一气阀和第二气阀；所述软性密封罩上气体检测传感器接口；所述软性密封罩上设有支撑骨架。

所述环形密封件与待修复工件相接触，并通过抽真空孔抽取环形密封件与待修复工件中间的空气，环形密封件成为真空吸盘，利用真空负压原理完成环形密封件与待修复工件的快捷耦合形成密封。

如上所述的金属零件激光沉积修复局部惰性气体保护装置，其应用于激光沉积修复装置，激光沉积修复装置设置于局部惰性气体保护装置形成的气氛保护室中间；所述激光沉积修复装置包括激光器、聚焦镜、送粉器和同轴送粉喷嘴；激光器和聚焦镜平行设置，同轴送粉喷嘴设在聚焦镜的下端，送粉器与同轴送粉喷嘴连接，局部惰性气装保护装置的固定座密封环与同轴送粉喷嘴上端运动执行机构的立柱连接形成密封。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)该局部惰性气体保护装置结构紧凑，性能稳定，满足试验安装的空间要求，设计制造成本低廉，简单实用；在同轴送粉喷嘴上端的运动执行机构立柱与钛合金零件待修复部位之间采用一种软性密封罩连接。至此，在零件与立柱之间形成一个局部密封的柔性气氛保护室，在这个软性密封罩上预留惰性气体的进气口、出气口及各种气体传感器的接口，以便检测密闭气氛室内各气体的含量，保证整个钛合金零件修复过程在一个比较纯净的惰性气体保护下进行，进而获得更好的激光修复效果。

(2)该局部惰性气体保护装置能够很好的适应待修复零件尺寸变化范围大、形状复杂多变的特点，扩大了激光沉积修复工艺的适用范围；同时提高修复过程中惰性气体的利用率，能很好的发挥惰性气体保护的效果，改善技术背景中提及的问题和缺陷。

附图说明

图1是本发明系统组成示意图；

图2是本发明满气状态下结构示意图；