[发明专利]倾斜角度下的交变磁场辅助激光再制造方法

说明书

倾斜角度下的交变磁场辅助激光再制造方法，包括：对零件待修复区域进行打磨清洗；调节手持可移动夹具位置，使激光束作用于待修复区域起始点处；调节供磁线圈中电流强度及频率大小，产生合适频率、磁场强度的交变磁场作用于零件表面；选定合适激光修复再制造工艺参数，开启激光器使激光束照射在待修复表面，同时通过送丝器向待修复区域送入金属材料；根据零件再制造区域形状与大小，手动调节可移动夹具控制激光束以及磁场作用区域的移动，实现对零件整个待修复区域的修复再制造；关闭激光器，断开交流电，激光修复再制造工作完成。本发明通过交变磁场加热熔池周围固体金属减小熔池处温度梯度，并在液体熔池中产生支撑洛伦兹力以抑制熔池熔体滴落。

技术领域

本发明属于激光再制造技术领域,具体涉及一种倾斜角度下的交变磁场辅助激光再制造方法。

背景技术

激光再制造技术作为先进再制造技术之一，其主要以激光熔覆技术为核心技术来实现对零件失效区域的修复再制造，是以预制粉末或同轴送粉的方式将合金粉末置于待修复再制造区域处，经过激光束一定强度的辐照，使粉末和少部分的基材表层同时熔化，首先以熔融状态均匀地分布在零件表面，在随后的快速凝固(10²～10⁶℃/s)过程中，在基材表面形成一层稀释率低、厚度在一定范围内可控并和基材呈冶金结合状态的熔覆层的一种技术。

在激光再制造过程中，一般零件呈水平放置，激光器位于零件上方，并使激光束垂直照射于零件表面。但这仅适用于易于调整位置的小型零件，对于不能轻易移动的大型零件，若是待修复区域位于零件侧壁上或是上方内壁时，待修复区处熔池熔融金属会在重力作用下沿侧壁流下或直接滴落，会形成不规则形状的修复层，并导致修复区域的不完整；会降低零件修复区域综合力学性能，同时滴落流下的熔融金属会不但会损坏激光设备还会威胁操作人员的人身安全。另外在激光修复再制造过程中，由于零件再制造区域在激光作用下被快速加热，且在停止激光辐照下迅速冷却。会在零件在制造区域中产生较大的残余应力，容易引起零件再制造区域开裂。上述问题都极大的限制了激光修复再制造技术在大型零件上应用。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺陷,提供一种倾斜角度下的交变磁场辅助激光再制造方法。

本发明旨在解决目前大型零件侧壁与上方内壁的激光修复再制造过程中的熔融金属滴落问题与快速加热与冷却中的激光修复再制造区域开裂问题。

本发明所述的一种仰角状态下的交变磁场辅助激光再制造方法，包括如下步骤：

S1对零件待修复区域进行打磨清洗；

S2调节手持可移动夹具位置，使激光束作用于待修复区域起始点处；

S3调节供磁线圈中电流强度及频率大小，产生合适频率、磁场强度的交变磁场作用于零件表面；

S4选定合适激光修复再制造工艺参数，开启激光器使激光束照射在待修复表面，同时通过送丝器向待修复区域送入金属材料；

S5根据零件再制造区域形状与大小，手动调节可移动夹具控制激光束以及磁场作用区域的移动，实现对零件整个待修复区域的修复再制造；

S6关闭激光器，断开交流电，激光修复再制造工作完成。

进一步的，步骤S1的具体过程包括：对零件待修复区域用砂纸进行打磨，再用无水乙醇或丙酮对工件进行清洗除去油污，并采用吹风机吹干。

进一步的，步骤S2的具体过程为通过控制手持可移动夹具，将滚轮压紧在待修复零件表面；调节激光头焦距使激光光斑汇聚于零件表面，控制手持可移动夹具带动滚轮滚动使激光束与待修复区域起始点处对齐。

进一步的，步骤S3中供磁线圈与中频交流电源相连，通过调节中频交流电源输出电流大小与频率，来得到所需要的交变磁场，具体的交变磁场频率大小为1kHz-20kHz之间，交变磁场强度在10mT-500mT之间。