[发明专利]一种减少熔覆层裂纹的脉冲电场-行波磁场复合方法

权利要求书

1.一种减少熔覆层裂纹的脉冲电场-行波磁场复合方法，其特征是它主要包括激光熔覆数控装置、行波磁场装置和正负脉冲电场装置，各装置具体如下：氩气瓶（1），送粉器（2），送粉喷嘴（3），激光束（4），激光器（5），激光器连接板（6），固定板（7），数控装置（8），行波磁场电源控制装置（9），固定平台（10），行波磁场发生装置（11），工作台（12），固定螺栓（13），垫圈（14），开有T形槽的线圈绕组铁心（15），三相绕组（16），行波磁场磁通密度曲线（17），电极基板（18），压紧螺栓（19），激光束通孔（20），连接凸耳移动凹槽（21），正负脉冲电源装置（22），弹簧支撑套筒（23），电极柱（24），弹簧十字压紧柱架紧固螺钉（25），紧固螺母（26），弹簧十字压紧柱架（27），连接凸耳（28），十字压紧柱架移动槽（29），轴承端盖固定螺钉（30），角接触球轴承（31），轴承端盖（32），电极滚轮（33）；其中行波磁场装置特征是行波磁场发生装置与激光器（5）等一起被固定板（7）固定于数控装置上，三相绕组（16）采用星形接法，并分别被置于对应铁心槽中，A、B、C三相绕组电流通电相位依次相差60度，可产生行波磁场磁通密度曲线（17），通过调节行波磁场电源控制装置（9）的电流和频率的大小来控制行波磁场磁通密度曲线（17）的分布及变化速度，进而来实现对不同熔覆材料熔池的电磁场控制；其中正负脉冲电场装置特征是连接凸耳（28）通过固定螺栓（13）被固定于电极基板（18）上，由于电极基板（18）上开有凹槽，弹簧支撑套筒（23）的位置可沿熔覆方向进行调整，进而可调整两电极滚轮间的距离d₁；将弹簧压紧于支撑套筒（23）的下弹簧座与弹簧十字压紧柱架（27）之间，通过调整紧固螺母与电极柱上螺纹的旋合长度来实现弹簧压紧力的调节，进而调节电极滚轮对熔覆层压紧力；电路采用正负脉冲电源（22），通过线缆将电极滚轮（27）、基材工件、正负脉冲电源（22）构成一个回路，通过调节正负脉冲电源电压及频率的大小，改变作用于熔覆过程中熔池的电流及频率的大小。

2.根据权利要求1所述的复合装置，其中正负脉冲电场装置装置固定特征在于连接板、激光器和数控装置被螺栓连接在一起，可调整两电极滚轮之间的距离d₁及电极滚轮对熔覆层的压力，实现正负脉冲电场装置对熔池的随动作用及电流强度、滚轮压紧程度的调节。

3.根据权利要求1所述的复合装置，其中两电极滚轮间的距离d₁为20～40mm，过两电极滚轮之间基材的正脉冲电流幅值i₁为2～12kA，因正负脉冲对称，负脉冲幅值为-12～-2kA，周期T为0.02～0.005s，行波磁场的各相通电频率为20～200Hz，各相通电电流i_A（或i_B、i_C）为2～10A，其特征是它包括如下步骤：

（1）将待熔覆粉末及基材工件按激光熔覆正常工艺处理后，分别被置于送粉器内及工作台上；

（2）调整弹簧套筒位置及弹簧的预压紧力，使滚轮紧压于基体上，打开正负脉冲电源开关，调节正负脉冲电源电压及频率的大小，使正负脉冲电流通过两电极滚轮之间的基材；

（3）待通过基材的正负脉冲电流稳定后，开启行波磁场电源控制装置，随后开动激光器、送粉器及数控装置等熔覆装置，采用常规的激光熔覆工艺参数，进行熔覆；

（4）待熔覆完毕，关闭激光器、送粉器及数控装置等熔覆装置，随后关闭行波磁场装置及正负脉冲电源装置，将熔覆完成工件置于空气或缓冷装置中冷却至室温。