[发明专利]双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法

权利要求书

1.一种双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法，其特征在于，包括：

S1，在金属工件表面利用超高速熔覆连续激光束对金属粉材进行超高速熔覆；

S2，当熔覆金属的温度达到锻造温度时，利用锻打短脉冲激光束直接作用在锻造温度范围内的熔覆金属表面，利用冲击波力学效应对处于锻造温度范围内的熔覆层进行冲击锻造；

通过所述超高速熔覆连续激光束和所述锻打短脉冲激光束协调地逐层堆叠实现超高速熔覆。

2.根据权利要求1所述的双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法，其特征在于，所述超高速熔覆连续激光束与所述锻打短脉冲激光束之间形成闭环耦合控制。

3.根据权利要求2所述的双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法，其特征在于，所述超高速熔覆连续激光束和所述锻打短脉冲激光束的工艺参数均实行在线检测和控制。

4.根据权利要求1所述的双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法，其特征在于，熔覆层的高度和宽度根据送粉量、熔覆线速度、焦点位置和保护气流量确定。

5.根据权利要求1所述的双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法，其特征在于，所述锻打短脉冲激光束的脉冲宽度根据熔覆层高度确定，确保每一层获得充分锻打。

6.根据权利要求1所述的双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法，其特征在于，所述锻打短脉冲激光束的脉冲频率和光斑大小根据熔覆层面积确定，确保两个光束间速度匹配，并保持指定间距，保证强化区域保持在最佳锻造温度范围内。

7.根据权利要求1所述的双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法，其特征在于，所述锻打短脉冲激光束对熔覆层进行正面或者侧面10°～170°内任意角度或者位置的冲击锻打。

8.根据权利要求1所述的双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法，其特征在于，根据不同熔覆层材料的锻造温度特性，建立所述复合加工方法温度场模型与在线检测及控制方法；通过检测锻打熔覆层的晶粒尺寸、残余应力分布和微观组织，完善复合加工温度场模型，使材料熔覆-冷却后处于最佳金属塑性成形温度区间，由第二束锻打短脉冲激光束进行冲击锻打，形成闭环控制。