[发明专利]一种激光熔覆工艺

说明书

本发明公开了一种激光熔覆工艺，具有如下步骤：将YCF101粉末放在干燥箱里，80℃恒温烘干5小时，之后，倒入激光熔覆送粉器内，熔覆采用同轴送粉；将基板磨削，并用酒精清洗，祛杂质，得到光洁的待熔覆基板；用IPG光纤激光器按照一定的激光加工参数和一定的激光扫描策略在光洁的待熔覆基板上进行逐层激光熔覆。本发明有效的消弱了由于单一形式层间搭接方式在搭接处由于粘粉带来的缺陷积累；缺陷的延伸方向与层内扫描轨迹方向一致，通过多组十字交叉纵向层间搭接，使的缺陷均匀分布在熔覆平面上，有效降低缺陷程度；熔池延伸方向与扫描方向也一致，所以下一层熔池处的高温也有效地缓解了搭接处的气孔。

技术领域

本发明属于激光熔覆加工工艺领域，具体涉及了一种去除激光熔覆成形件内部气孔、裂纹以及均匀内部组织的一种激光熔覆工艺。

背景技术

激光熔覆零件在各行各业中的应用越来越受到关注。由于激光熔覆的成形原理，使得一些复杂异形零件的制造成形成为现实，制造过程不需要模具和夹具，没有刀具的损耗，非常适合难于用传统加工方法制造的复杂件。与传统的制造方法比，激光熔覆技术不用考虑零件复杂性，它是机器适应于时应与零件，而传统制造方法是零件适应于机器，零件的制造受到现有设备发展水平的影响。对于一些复杂件和小批量零件，传统制造方法成本高，研发周期长，激光熔覆可以有效克服这些缺点。

目前同轴送粉所制造的零件，气孔是其主要的缺陷，分布不均匀的组织也影响到了零件的性能。虽然有许多研究者对激光熔覆成形工艺进行了研究，但是很少提出具体的方案，而且也没有提出一种解决这种问题的明确的方法。因此激光熔覆技术中成形件气孔是目前技术人员急需解决的问题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种激光熔覆工艺。本发明采用的技术手段如下：

一种激光熔覆工艺，具有如下步骤：

S1、将YCF101粉末放在干燥箱里，80℃恒温烘干5小时，之后，倒入激光熔覆送粉器内，熔覆采用同轴送粉；

S2、将基板磨削，并用酒精清洗，祛杂质，得到光洁的待熔覆基板；

S3、用IPG光纤激光器按照一定的激光加工参数和一定的激光扫描策略在光洁的待熔覆基板上进行逐层激光熔覆；

所述激光加工参数为：扫描功率450W，扫描速度6mm/s，送粉量12.16g/min，保护气流量15L/h，送粉气流量6L/h，喷嘴与待熔覆基板距离为14～16mm，保护气和送粉气均为氦气，所述激光扫描策略为：多组十字交叉纵向层间搭接，每层纵向提升量为0.5mm，每组十字交叉包括纵向层间搭接的两层直线轨迹线，且每组十字交叉中的两层直线轨迹线间的夹角为90°，相邻两组十字交叉中上层十字交叉中的下层直线轨迹线与下层十字交叉中的上层直线轨迹线间的夹角为45°，每层直线轨迹线中相邻直线轨迹线的中心间距为1.35mm。

相邻两组十字交叉之间添加一层圆轨迹线。

进行逐层激光熔覆时，激光开关光点均匀交叉分布在熔覆层内外轮廓面上；每层直线轨迹线中直线轨迹线的极点能尽可能均匀分布在熔覆层内外轮廓线上。

所述直线轨迹线为长直单向形直线轨迹线或长直双向形直线轨迹线。

所述圆轨迹线为由内向外形圆轨迹线或由外向内形圆轨迹线，每层圆轨迹线中相邻圆轨迹线的中心间距为1.35mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)多组十字交叉纵向层间搭接有效的消弱了由于单一形式层间搭接方式在搭接处由于粘粉带来的缺陷积累；缺陷的延伸方向与层内扫描轨迹方向一致，通过多组十字交叉纵向层间搭接，使的缺陷均匀分布在熔覆平面上，有效降低缺陷程度；熔池延伸方向与扫描方向也一致，所以下一层熔池处的高温也有效地缓解了搭接处的气孔，热影响区域均匀分布在熔层，降低搭接处温度梯度，有效细化搭接处组织。