[发明专利]一种脉冲电流复合能场辅助激光熔覆的方法和装置

权利要求书

1.一种脉冲电流复合能场辅助激光熔覆方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、熔覆前处理：再制造前首先通过机械加工法去除超高强度钢表面裂纹、凹坑，开修复缺口，其次对缺口进行打磨抛光，最后用丙酮或酒精擦洗；

S2、熔覆处理：采用与超高强度钢基体相同材料粉末，进行超声振动-随动进给脉冲电流复合能场辅助同轴送粉激光熔覆再制造修复；

S3、熔覆后处理：机械加工去除再制造区域加工余量，恢复尺寸，并对修复区域进行局部去应力退火，消除残余应力。

2.据权利要求1所述的一种脉冲电流复合能场辅助激光熔覆的方法，其特征在于：所述步骤S2中的激光熔覆工艺参数为：粉末粒度为53-106μm，激光功率为300-5000W，激光扫描速度为1-20mm·s^-1，激光光斑直径为1-6mm，所用保护气体为氩气，流量5-20L·min^-1；所述超声振动工艺参数为：超声波发生器振动频率为20-80kHZ，振幅为10-40μm；所述脉冲电流工艺参数为：脉冲电流为矩形方波，脉冲电流均值I＝10-250A，脉冲宽度为η＝50-5000μs，脉冲频率为f＝40-4000Hz。

3.一种应用于权利要求1-2所述的脉冲电流复合能场辅助激光熔覆方法的装置，其特征在于：包括激光器(16)、脉冲电源(1)、底板(12)、基体(13)、超声波发生器(11)和电极装置(6)，所述脉冲电源(1)连接在所述电极装置(6)的两端，且所述电极装置(6)上设有激光头(2)，且所述激光头(2)的一端连接激光器(16)，所述电极装置(6)设置于固定在工作台上的底板(12)上方，所述激光头(2)用于发射激光束，对基体(13)和熔覆层(4)进行激光熔覆，所述激光头(2)的输入端还设置有送粉器(14)，所述送粉器(14)用于向基体(13)表面输送粉末体，以便在激光熔覆过程中同时进行熔覆层粉末的输送和熔覆。

4.根据权利要求3所述的脉冲电流复合能场辅助激光熔覆装置，其特征在于：所述脉冲电源(1)包括分别设置于所述电极装置(6)两端的可调电极组件，所述可调电极组件与所述固定座(62)之间通过可调连接件连接，所述可调连接件包括设置于所述固定座(62)两端底部的滑槽(63)，所述滑槽(63)内设置有与其相互匹配的滑动块(64)，所述滑动块(64)可在滑槽(63)内垂直移动，所述滑动块(64)与所述滑槽(63)内部安装有连接弹簧(61)，且所述滑动块(64)的底部转动连接滚动电极(65)，且所述滚动电极(65)与所述基体(13)之间抵触。

5.根据权利要求4所述的脉冲电流复合能场辅助激光熔覆装置，其特征在于：所述激光器(2)的头部安装有喷嘴(3)，且所述喷嘴(3)连接冷却器(15)，所述底板(12)的两端设有夹板(7)，且所述底板(12)与所述基体(13)之间设有绝缘板(8)；所述夹板(7)包括齿条(71)、调节杆(72)、固定螺母(73)、弹簧(74)和齿轮(75)，所述夹板(7)两端为分层结构，且上下层之间通过调节杆(72)带动齿轮(75)转动，从而带动与齿轮(75)啮合的齿条(71)上下移动，且所述齿条(71)固定在上层，所述调节杆(72)的外部螺纹连接固定螺母(73)，所述绝缘板(8)上设有滑槽(81)，所述夹板(7)与滑槽(81)之间通过弹簧(74)连接。

6.根据权利要求5所述的脉冲电流复合能场辅助激光熔覆装置，其特征在于：所述超声波发生器(11)连接换能器(10)，且所述换能器(10)通过变幅杆(9)连接底板(12)。