[发明专利]使用激光金属粉末沉积的修复方法

说明书

本发明描述了一种激光金属粉末沉积方法，所述激光金属粉末沉积方法可用于修复在核环境中使用的铸造不锈钢部件。在日常维护和翻修期间在部件(200)中发现的内部缺陷被识别，并且随后被挖掘以形成腔(210)。所述腔由激光金属粉末沉积的多层(310₁、310₂、...、310_N)填充，并且随后检查其完整性。

技术领域

本公开涉及一种使用激光金属粉末沉积的修复方法，并且更具体地但非排他地涉及修复核铸造不锈钢铸造部件。

背景技术

基于激光的技术，诸如激光熔覆和激光金属沉积，已成为用于成本密集型部件的零件修复和表面改性的既定技术。由于激光源、方法技术和策略的持续改进，激光沉积工艺的应用范围不断增加。

US-B-7169242公开了一种用于从具有定向微观结构的制品去除铸造缺陷的方法。该方法包括通过热源将所识别的铸造缺陷局部熔化到与铸造缺陷本身至少一样深的深度，以及相对于基本上没有铸造缺陷的制品的周围定向微观结构外延地固化熔融的材料。在该方法中，材料本身用于在重新固化时填充铸造缺陷。

US-A-2016/0243650公开了一种返工由非熔合可焊接基体合金制造的部件以去除铸造缺陷的方法。该方法包括在部件中在铸造缺陷的位置处形成腔，以及用多个层至少部分地填充该腔，每个层包括多个激光粉末沉积点。该多个激光粉末沉积点中的每个激光粉末沉积点由填充合金形成。

使用非破坏性测试技术定期检查核铸造不锈钢部件，并且在常规检查期间经常检测到内部和/或表面缺陷。目前，由于部件的复杂几何形状以及与核铸造不锈钢部件相关联的相关联的严格制造公差，不可能使用常规焊接工艺来修复此类内部和/或表面缺陷。结果是，代替由于内部和/或表面缺陷而修复部件，更换整个部件是唯一选项。这种报废或废弃的部件随后形成二级放射性废物的来源。

因此，需要能够修复核铸造不锈钢部件中的内部和/或表面缺陷，使得在大多数情况下不再需要更换。

发明内容

本公开的目的是通过修复核环境中的部件而不是报废它们来减少二级放射性废物。

本公开的另一个目的是提供一种修复适合在核环境中使用的铸造不锈钢部件的方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种修复铸造不锈钢部件的方法，所述方法包括以下步骤：

a)识别所述铸造不锈钢部件中的至少一个缺陷的存在；

b)挖掘所述铸造不锈钢部件中的包括所述至少一个所识别的缺陷的区域以形成腔；

c)以预定图案在所述腔内沉积激光金属粉末；

d)使用激光熔化并熔合所述腔内的所述沉积的激光金属粉末；以及

e)对所述填充腔的表面进行修整以与所述铸造不锈钢部件的表面匹配。

通过使用激光金属粉末沉积方法来填充挖掘腔，小心地控制部件中的应变和应力，这使得被修复部件中的变形和扭曲最小化。

在一个实施方案中，该方法还包括在步骤c)之前清洁腔的步骤。

这确保了在填充之前去除腔内的任何松散材料，使得在激光金属粉末沉积过程期间不产生进一步的缺陷。

在一个实施方案中，步骤c)和d)重复超过一次。

步骤c)和d)的每次重复在腔内构建层。这确保挖掘腔被完全填充。

在一个实施方案中，步骤b)可包括使用非破坏性测试来控制对包括缺陷的区域的挖掘。

通过以这种方式使用非破坏性测试，提供了准确的控制以确保缺陷被包括在挖坑中并且从该区域挖出不超过必要的材料。