[发明专利]使用氢保护气体的激光增材制造和焊接

权利要求书

1.一种用于激光增材制造的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供包括沉积表面的基材金属工件；

(b)提供高能量密度光束；

(c)提供包括氢的保护气体；

(d)使用所述高能量密度束加热所述工件的沉积表面，以在所述沉积表面上形成焊池；

(e)将增材金属给送到所述焊池；

(f)熔化所述增材金属，使得所述增材金属熔化并且与所述焊池结合，以将熔化的沉积材料添加到所述基材金属工件；以及

(g)冷却所述熔化的沉积材料以形成沉积层，

其中，所述保护气体中氢的存在减少了在加热、给送、熔化和冷却步骤(d)至步骤(g)期间产生的熔渣、硅酸盐或氧化物的量。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述保护气体包括按体积计1％-100％的氢。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述保护气体包括按体积计2％-50％的氢。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述保护气体包括按体积计3％-10％的氢。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述保护气体包括按体积计5％-8％的氢。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述保护气体进一步包括氩、二氧化碳、氮、氦、氧、或它们的混合物。

7.如权利要求1所述的方法，其中，通过重复步骤(d)至步骤(g)来形成附加的沉积层。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述增材金属是增材金属粉末。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述增材金属是增材金属焊丝。

10.一种用于激光制造的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供金属粉末床；

(b)提供高能量密度光束；

(c)提供包括氢的保护气体；

(d)使用所述高能量密度光束选择性地熔化一部分金属粉末；

(e)将所述一部分熔化的金属粉末熔合在一起；

(f)形成熔合的金属粉末层；以及

(g)重复步骤(d)至步骤(f)，以形成一系列熔合的金属粉末层，并且最终形成金属零件，

其中，所述保护气体中氢的存在减少了在熔化、熔合、和层形成步骤(d)至步骤(f)期间产生的熔渣、硅酸盐或氧化物的量。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述保护气体包括按体积计1％-100％的氢。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述保护气体包括按体积计2％-50％的氢。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述保护气体包括按体积计3％-10％的氢。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述保护气体包括按体积计5％-8％的氢。

15.如权利要求10所述的方法，其中，所述保护气体进一步包括氩、二氧化碳、氮、氦、氧、或它们的混合物。