[发明专利]一种异种金属增材制造界面质量调节反馈系统及方法

说明书

本发明提供一种异种金属增材制造界面质量调节反馈系统，工作台作为进行增材制造的台面；缺陷检测模块检测增材制造后异种金属材料界面的缺陷位置；激光重熔模块对工作台上异种金属材料界面的缺陷位置进行激光重熔；激光冲击模块对激光重熔后的位置进行激光冲击；滚压机构对激光冲击后的位置进行滚压；主控单元根据缺陷检测模块得到的缺陷位置，控制激光重熔模块、激光冲击模块和滚压机构进行对应的操作。本发明检测到异种金属连接层间裂纹缺陷、气孔缺陷、脱层缺陷以及表面粘附缺陷后，依次进行重熔、激光冲击和滚压处理，最终达到改善界面质量的目的。

技术领域

本发明属于金属增材制造领域，具体涉及一种异种金属增材制造界面质量调节反馈系统及方法。

背景技术

金属增材制造是一种利用高能激光束直接熔化金属粉末，逐层堆积，最终形成具有致密组织的金属零件的方法。金属增材制造技术节省出制造成本低、研制周期短、生产效率高。同时在航空设备中，一个零件的不同部位需要不同的材料，以此来满足一些特殊工况。因此，近些年来，异种金属增材制造技术逐渐成为一个趋势。

然而，由于异种金属之间的物理性能具有明显差异，因此在增材制造过程中不可避免地在异种材料连接层之间存在一些缺陷，如界面裂纹、孔洞缺陷、脱层等。在制造过程中，由于异种材料结合困难，因此在结合界面处可能会出现应力集中，这大大增加了异种金属增材制造零件的失效风险。而目前对异种金属增材制造尚没有成熟的监控机制，在制造过程中无法通过调控参数，来改善零件质量，同时，当异种金属连接层存在制造微观缺陷时，无法及时去除，进而演化成宏观缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种异种金属增材制造界面质量调节反馈系统及方法，能够改善界面质量。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种异种金属增材制造界面质量调节反馈系统，本系统包括：

工作台，作为进行增材制造的台面；

缺陷检测模块，用于检测增材制造后异种金属材料界面的缺陷位置；

激光重熔模块，用于对工作台上异种金属材料界面的缺陷位置进行激光重熔；

激光冲击模块，用于对激光重熔后的位置进行激光冲击；

滚压机构，用于对激光冲击后的位置进行滚压；

主控单元，用于根据缺陷检测模块得到的缺陷位置，控制激光重熔模块、激光冲击模块和滚压机构进行对应的操作。

按上述方案，所述的工作台为可翻转工作台。

按上述方案，所述的可翻转工作台包括工作台、用于夹紧工作台与增材制造后的异种金属材料层的夹具、以及与夹具连接的固定杆，固定杆连接有翻转机构，翻转机构由所述的主控单元控制，主控单元根据缺陷检测模块得到的缺陷位置，结合翻转机构的翻转角度，计算激光重熔模块的重熔轨迹，并依次控制激光冲击模块和滚压机构。

按上述方案，所述的缺陷检测模块为激光超声检测模块，包括激光超声检测激光器、振动传感器和激光超声检测处理器；激光超声检测激光器发出检测所用的激光照射在异种金属材料界面上产生振动，由振动传感器检测到并传递给激光超声检测处理器，激光超声检测处理器根据检测到的振动幅度确定缺陷位置。

按上述方案，所述的激光重熔模块包括激光重熔激光器和激光重熔处理器；激光重熔处理器接收主控单元发送的缺陷位置和重熔参数，用于控制激光重熔激光器的重熔轨迹。

按上述方案，所述的激光重熔激光器和激光重熔处理器，与增材制造用的激光器和处理器为同一个。

按上述方案，所述的激光冲击模块包括激光冲击激光器和激光冲击处理器；激光冲击处理器接收主控单元发送的重熔后需要激光冲击的位置和激光冲击参数，用于控制激光冲击激光器的冲击轨迹。