[发明专利]一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法

权利要求书

1.一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，包括如下过程：

将用于修复结构件的材料通过冷喷涂和激光同步沉积在待修复件的待修复部位，在待修复部位表面形成超音速激光沉积层，将超音速激光沉积层面加工至待修复件原来的尺寸精度和表面粗糙度，之后再对超音速激光沉积层采用激光冲击进行增强处理，修复完成；

其中，冷喷涂垂直于待修复部位，激光从冷喷涂的一侧倾斜辐照，冷喷涂的出粉点和激光的斑点重合；

以质量百分数计，所述用于修复结构件的材料包括：50％～95％的微米铝合金粉体，5％～50％的亚微米陶瓷粉体。

2.根据权利要求1所述的一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，所述微米铝合金粉体的粒度为5μm～30μm，亚微米陶瓷粉体的粒度为30μm～100μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，所述微米铝合金粉体采用7075铝合金粉体，亚微米陶瓷颗粒为Al₂O₃粉体，该Al₂O₃粉体为粒度为1～10μm细小片层状氧化铝团聚而成的粉体。

4.根据权利要求1所述的一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，所述超音速激光沉积层厚度为1000μm～3000μm。

5.根据权利要求1所述的一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，将用于修复结构件的材料通过冷喷涂和激光同步沉积在待修复件的待修复部位时：

冷喷涂的参数包括：载气压力为0.5～5MPa，喷涂距离为5～30mm，喷枪移动速度为5～30mm/s，喷涂温度为100～500℃，送粉速度0.5r/min～2.0r/min；

激光参数包括：激光功率为500W～700W；

激光与冷喷涂喷射方向呈夹角为30°～60°。

6.根据权利要求5所述的一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，将用于修复结构件的材料通过冷喷涂和激光同步沉积在待修复件的待修复部位时，冷喷涂的参数和激光参数匹配关系如表1：

表1

7.根据权利要求1所述的一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，对超音速激光沉积层采用激光冲击进行增强处理时，激光冲击参数包括：激光能量为3～12J，脉冲宽度10ns～50ns，光斑直径3mm～15mm，光斑搭接率10％～70％。

8.根据权利要求1所述的一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，还包括对结构件的预处理过程，包括：

对待修复件表面待修复部位的缺口或裂纹处依次进行水砂纸打磨、超声波清洗和喷砂处理，之后再进行冷喷涂和激光同步沉积；

其中，喷砂处理使结构件表面粗糙度达到Ra60μm～80μm，喷砂处理过程中，砂为粒度400～700μm的棕刚玉，喷砂时压缩空气压力为0.5～0.7MPa；

将超音速激光沉积层面加工至待修复件原来的尺寸精度和表面粗糙度后，以乙醇为溶液，将带有超音速激光沉积沉积层的待修复件进行超声清洗、干燥处理；干燥后，再对超音速激光沉积层采用激光冲击进行增强处理。

9.根据权利要求8所述的一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，所述缺口的角度为90°～120°。

10.根据权利要求1所述的一种航空结构件疲劳裂纹的修复方法，其特征在于，所述待修复件的材质为轻合金材料，所述轻合金材料包括铝、钛、铝合金或钛合金。