[发明专利]使用金属填充焊丝的激光熔覆系统和方法

说明书

技术领域

本说明书中所公开的主题涉及激光熔覆系统和方法，并且更具体地，涉及使用金属填充焊丝的激光熔覆系统和方法。

背景技术

多种工业应用中的金属和合金部件在制造和/或修复期间通常需要多种涂覆或焊接操作。例如，燃气涡轮发动机包括燃料喷嘴以将燃烧燃料输送至燃烧器部件。经过一段时间的延长使用，燃料喷嘴可能经历劣化，例如在喷嘴尖端的边缘周围。通过传统的熔焊建造金属层的过程可能需要显著的热输入。此外，如果未被适当地考虑到，焊接过程可能导致涡轮机部件的潜在变形。

为了减轻熔焊的一些影响，可以使用具有低热输入的过程。激光熔覆可以使用足够低的温度以用于将喷嘴尖端恢复到正确尺寸，但是使用激光熔覆技术将金属沉积在喷嘴的边缘上可能是困难的。此外，如果未被适当地考虑到，输送粉末金属可能易于造成粉末损耗和/或环境污染。尽管利用助熔剂可以提供低熔点材料，但是激光加热可能导致等离子体形成，其中所述等离子体形成使激光中断并且可能需要补充返修以解决这种中断。

因此，备选的激光熔覆系统和方法将在本领域内受到欢迎。

发明内容

在一个实施例中，公开一种激光熔覆系统。该激光熔覆系统包括：金属填充焊丝，该金属填充焊丝包括包绕金属填充芯的金属壳，其中金属填充芯包括粉末金属或细丝金属中的至少一种；以及激光器，该激光器产生激光束，其中所述激光束被引导至金属填充焊丝的尖端的至少一部分上，以熔化金属壳和金属填充芯，从而产生熔池以用于沉积在基体上。

在另一个实施例中，公开一种激光熔覆方法。该激光熔覆方法包括提供具有表面的基体以及提供接近该表面的金属填充焊丝的尖端，其中金属填充焊丝包括包绕金属填充芯的金属壳，并且其中金属填充芯包括粉末金属或细丝金属中的至少一种。该激光熔覆方法还包括将来自激光器的激光束引导至金属填充焊丝的尖端的至少一部分上，以熔化金属壳和金属填充芯，从而在基体的表面上产生熔池。

基于结合附图的以下详细描述，由本说明书中所讨论的实施例所提供的这些和另外的特征将得到更全面的理解。

附图说明

附图中所阐述的实施例在本质上是说明性和示例性的并且非旨在限制由权利要求所限定的本发明。能够在结合附图阅读时理解对说明性实施例的以下详细描述，其中相似的结构由相似的附图标记表示，在附图中：

图1是根据本说明书中示出或描述的一个或更多个实施例的激光熔覆系统的侧视图的示意图；

图2是通过根据本说明书中示出或描述的一个或更多个实施例的图1的激光熔覆系统沉积的熔覆层的俯视图；

图3是用于根据本说明书中示出或描述的一个或更多个实施例的激光熔覆系统的金属填充焊丝的横截面的示意图；以及

图4是根据本说明书中示出或描述的一个或更多个实施例的激光熔覆方法的图示。

附图标记名称：

10激光熔覆系统；11 熔覆方向；15 共同安装件；20 送丝装置；25 金属填充焊丝；22 尖端；26 金属壳；27 金属填充芯；28 粉末金属；29 细丝金属；30 激光器；32 激光束；34 激光光斑；40 基体；41 表面；45 熔覆层；47 熔池；100 激光熔覆方法；110 步骤；120 步骤；130 步骤；A 激光器高度；t 壳厚度；d 芯直径。

具体实施方式

下文将对本发明的一个或更多个特定实施例进行描述。为了提供对这些实施例的简明描述，说明书中可能不会对实际实施方式的所有特征进行描述。应当领会，在任何这种实际实施方式的开发过程中，像在任何工程或设计项目中一样，必须做出多种实施方式的特定决定，以实现开发者的特定目标(例如遵守系统相关和商业相关的约束)，所述特定目标可能随着实施方式的不同而发生变化。此外，应当领会，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是无论如何，对于受益于本发明的本领域普通技术人员而言，这是设计、加工和制造的常规任务。

当介绍本发明的各个实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示具有元件中的一个或更多个。术语“包含”、“包括”和“具有”意为包含性的并且意味着可以具有除所列出的元件之外的元件。