[发明专利]一种同步冷却辅助的基于激光增材制造的连接方法

摘要

一种同步冷却辅助的基于激光增材制造的连接方法，它涉及一种同步冷却辅助的基于激光增材制造的连接方法。本发明主要为了解决钛合金、碳素体不锈钢、马氏体不锈钢等热导率较低的材料，在采用基于激光增材制造的方法连接过程中由于热量得不到有效的散失，导致晶粒的尺寸长大、接头性能下降等问题。本发明通过设置冷却装置与激光焊及送粉器相结合，实现冷却过程。本发明可以有效散失焊接过程热积累，能细化晶粒；提高焊接效率；提高接头性能。针对焊接过程中有可能出现的氧化，采用液氮或惰性气体等冷却方式进行冷却的过程中，在起到冷却作用的同时，可以有效避免连接接头氧化。

主权项

一种同步冷却辅助的基于激光增材制造的连接方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：一、将冷却装置与激光工作头连接，实现冷却装置与激光头的共同运动，且冷却装置与激光工作头之间的角度为0°～90°，相对位置为10mm～100mm；将冷却装置与激光工作头固定在机器人上，通过控制机器人的运动实现冷却装置与激光头的同步运动；二、对待连接工件开坡口，坡口加工成V型坡口，并且在焊前对工件表面及坡口进行打磨处理，并用丙酮处理表面油污，将打磨后的待连接工件固定在焊接工装夹具上；安装同轴或旁轴送粉头；并将激光工作头置于冷却装置前，共同作用于V型坡口处；三、通过导管将冷却进气喷嘴与气瓶连通，通过导管将出气喷嘴与抽气泵相连通，并通过在气瓶上安装流量计实现对进气喷嘴喷出的冷却气体的流量控制，通过抽气泵实现对冷却后气体吸出流量的控制；四、设置工艺参数：激光光斑直径为1～6mm，离焦量为‑5～+5mm，激光功率为400～10000W，扫描速度为5～40mm/s，粉末直径为20～100μm，送粉速率为2～20g/min，分层厚度为0.5～5mm，扫描间距为1～4mm，保护气为惰性气体，保护气流量为5～30L/min；冷却介质为液氮或惰性气体，冷却气体流量为0.1～20l/min；五、开启激光工作头作用于待连接工件表面，同时开启冷却装置以及同轴或旁轴送粉器以填入粉末，实施整个连接过程。