[发明专利]曲率实体件激光熔覆成形工艺及装置

权利要求书

1.一种曲率实体件激光熔覆成形工艺，其特征在于，所述激光熔覆成形工艺包括如下步骤：

S1、设定激光熔覆头的初始负离焦为3-4mm，所述激光熔覆头可发射环锥形聚焦激光束，所述环锥形聚焦激光束具有对应的初始负离焦位置，控制基体材料位于所述初始负离焦位置；

S2、控制环锥形聚焦激光束、激光束内部的送粉束、以及激光束和送粉束之间的准直气，在熔覆过程中，始终相对基体材料的待熔覆表面同轴出射；

S3、控制激光熔覆头的姿态，沿曲率实体件的半径方向，自内而外逐层搭接熔覆各熔道层，搭接熔覆形成的各熔道层形成一层熔覆层，在一层熔覆层的搭接熔覆过程中，激光熔覆头的负离焦量随搭接熔覆的进行而逐渐减小；

S4、重复步骤S2和S3，至曲率实体件完全成形；

其中，所述步骤S3具体包括：

S31、建立空间坐标系，设置所述各熔覆层中最内侧熔道层的坐标值XP[1]～XP[m]；

S32、每层熔覆层熔覆时，控制激光熔覆头运动至XP[n]的坐标值位置处，沿z轴方向扫描单道，其中，1＜n＜m；

S33、扫描完毕，控制激光熔覆头返回至XP[n]的坐标值位置处，控制激光熔覆头的姿态，并沿实体件的半径方向，向外运动至下一熔道层对应的坐标值位置处，沿z轴方向扫描单道；控制激光熔覆头的姿态时，最内层熔覆喷头沿曲率实体件的半径方向的法向的单次转角为θ，其中，θ＝h/r，公式中，h为最内侧堆积提升量,r为最内侧圆弧曲率半径；

S34、重复步骤S33，至相应熔覆层完全成形。

2.根据权利要求1所述的曲率实体件激光熔覆成形工艺，其特征在于，所述激光熔覆成形工艺中，在步骤S1之前还包括：对基体材料以及送粉束所使用的粉末进行前处理。

3.根据权利要求2所述的曲率实体件激光熔覆成形工艺，其特征在于，所述前处理具体包括：采用砂纸对基体材料的表面进行打磨，并用酒精去除油污后，再用丙酮清洗；将所使用的粉末在200度的烘箱内放置2h，烘干去除水分。

4.根据权利要求1所述的曲率实体件激光熔覆成形工艺，其特征在于，所述环锥形聚焦激光束内部送粉束的直径为2mm。

5.根据权利要求1所述的曲率实体件激光熔覆成形工艺，其特征在于，所述步骤S3中，当形成的一层熔覆层为初始熔覆层时，初始熔覆层的各熔道层对应的激光熔覆头的负离焦量为初始负离焦；当形成的一层熔覆层并非初始熔覆层时，相应熔覆层的最内侧熔道层对应的激光熔覆头的负离焦量为初始负离焦。

6.根据权利要求1所述的曲率实体件激光熔覆成形工艺，其特征在于，所述步骤S3中，环锥形聚焦激光束的扫描速度为6-8mm/s，送粉束的供粉率为7-9g/min，准直气的气压为0.02MPa。