[发明专利]激光裂纹修复系统和激光裂纹修复方法

权利要求书

1.一种激光裂纹修复系统，其特征在于，所述激光裂纹修复系统包括第一激光单元和第二激光单元；其中，

所述第一激光单元包括脉冲激光器，所述第一激光单元对裂纹进行减材处理；

所述第二激光单元包括连续激光器，所述第二激光单元对裂纹进行增材修复；

所述第一激光单元和第二激光单元交替工作。

2.根据权利要求1所述的激光裂纹修复系统，其特征在于，所述激光裂纹修复系统包括送粉单元；

所述送粉单元与所述第二激光单元连接并同轴送粉。

3.根据权利要求2所述的激光裂纹修复系统，其特征在于，所述激光裂纹修复系统包括中央控制单元、信息采集处理单元、送粉单元、运动单元、激光器单元和工作单元，其中，所述信息采集处理单元将待修复的裂纹信息收集、处理并传送至所述中央控制单元，所述中央控制单元依照所接收到的信息控制所述送粉单元、运动单元和激光器单元并通过工作单元执行对待修复裂纹的修复；

优选地，所述工作单元包括复合加工头，所述复合加工头上设有激光位移传感器、扫描振镜和同轴送粉熔覆头；

优选地，所述激光位移传感器用于扫描待测对象，并将得到的信息传送至所述信息采集处理单元，所述信息处理单元对待测对象进行三维建模，其中，所述待测对象包括待修复裂纹和修复后的裂纹；

优选地，所述扫描振镜包括二维扫描振镜和三维扫描振镜。

4.根据权利要求1所述的激光裂纹修复系统，其特征在于，所述脉冲激光器的脉宽包括纳秒、皮秒和飞秒，波长包括1064nm，532nm和355nm；

优选地，所述连续激光器的功率大于1000W，优选地，所述连续激光器选自半导体激光器、固体激光器和气体激光器中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的激光裂纹修复系统，其特征在于，所述同轴送粉熔覆头选自光内送粉头和/或光外送粉头。

6.一种激光裂纹修复方法，其特征在于，所述方法包括：

a)识别、定位裂纹部分，并通过脉冲激光对裂纹部分进行挖除与清洗；

b)使用连续激光对挖除后的待修复区域进行增材修复；

c)使用脉冲激光对修复后的区域进行减材处理，精整修复后的表面。

7.根据权利要求6所述的修复方法，其特征在于，进行所述步骤1)前，对裂纹进行第一次三维建模；

优选地，所述步骤1)完成后，对挖除后的待修复区进行第二次三维建模；

优选地，所述步骤2)完成后，对修复后的修复区进行第三次三维建模；

优选地，所述三维建模的具体过程包括：

1)确定激光位移传感器与待建模区域表面的垂直距离；

2)激光位移传感器沿待建模区域的延展方向步进运动，并获得待建模区域的三维尺寸数据；

3)将所述三维尺寸数据传输至所述信息采集处理单元并形成待修复裂纹的三维形貌。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中，使用脉冲激光器对裂纹部分进行挖除，并通过改变脉冲激光的参数对裂纹部分挖除后形成的凹槽进行激光清洗；

优选地，所述步骤b)中，使用连续激光器和同轴送粉熔覆头对待修复区域进行增材制造。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤c)中，使用脉冲激光器和扫描振镜对修复后的区域上的多余部分进行去除加工；优选地，修复后使用脉冲激光器和扫描振镜进行抛光处理。

10.根据权利要求6-9中任意一项所述的方法，其特征在于，采用权利要求1-5中任意一项所述的激光裂纹修复系统进行修复。