[发明专利]控制激光熔覆单晶合金过程中组织生长的方法及装置

摘要

本发明提供一种控制激光熔覆单晶合金过程中组织生长的方法及装置，其通过主动冷却装置主动冷却熔覆周围区域，特别是镍基单晶涡轮叶片的两侧外壁，增大了熔池沿垂直叶尖方向的温度梯度，从而增强单晶组织的外延生长能力，减小等轴晶的产生，实现单晶组织在多层熔覆过程中的连续生长，从而满足镍基单晶涡轮叶片叶尖磨损的接长修复要求。

主权项

一种控制激光熔覆单晶合金过程中组织生长的方法，其特征在于，通过主动冷却装置在激光熔覆镍基单晶涡轮叶片尖端时对所述镍基单晶涡轮叶片的两侧进行主动冷却，从而增强所述镍基单晶涡轮叶片轴向的温度梯度，所述主动冷却装置的具体工作方法包括：将氩气、空气经过空气压缩机后形成的高压气流接入涡流管，涡流管产生的低温气流通过冷却喷嘴在激光熔覆区域周围形成冷却流场，主动冷却镍基单晶涡轮叶片的两侧，所述冷却喷嘴的一端均接入所述涡流管的出口端，所述冷却喷嘴的另一端均分别斜向下对准所述镍基单晶涡轮叶片的两侧靠近叶尖的位置，通过CCD或CMOS红外相机监测并记录激光熔池附近的温度分布，通过闭环反馈实时控制工艺参数，使得熔池凝固界面沿着竖直方向的温度梯度保持在1×107～1×109摄氏度/米以及激光熔池的尺寸保持在D：W：H＝1～1.5:4～5:2～3，其中D为基材熔化深度，W为熔池宽度，H为熔池高度。