[发明专利]基于热时效处理的激光熔覆工艺与激光熔覆修复加工系统

权利要求书

1.一种基于热时效处理的激光熔覆工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将熔覆件和平板试样依次进行打磨、清洗和烘干处理；

(2)采用卡盘夹具将处理好的平板试样进行装夹，卡盘夹具下方设置加热装置，所述加热装置被设置通过一控温系统进行加热温度控制；

(3)将温度传感器置于平板试样待熔覆区域附近，用于检测熔覆温度；

(4)调节送粉器参数，进行金属粉末送粉测试，设定对应激光熔覆工艺参数，在平板试样上进行单道激光熔覆测试，并记录下对应熔覆工艺参数下的熔覆表面达到的温度范围，并将记录的温度范围反馈值所述控温系统；

(5)待平板试样冷却后取下，将熔覆件装夹在卡盘夹具上，控温系统根据前述记载的温度范围控制加热装置的加热温度，对熔覆件进行动态控温，使熔覆件的整体温度维持在激光熔覆所达到的温度区间之间；

(6)设定对应激光熔覆工艺参数，在熔覆件表面进行激光熔覆；

(7)熔覆结束后，控温系统控制停止加热，并缓慢冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的基于热时效处理的激光熔覆工艺，其特征在于，所述卡盘夹具装夹在距离熔覆件或平板试样上表面1/3位置处。

3.根据权利要求1所述的基于热时效处理的激光熔覆工艺，其特征在于，所述温度传感器为热电偶温度传感器，将热电偶温度传感器与激光熔覆头固定在一起，并保持同步运动，热电偶温度传感器的热端测试点置于距离平板试样的熔覆光斑10mm位置处，用于检测熔覆温度。

4.根据权利要求1所述的基于热时效处理的激光熔覆工艺，其特征在于，所述加热装置为电阻式加热装置。

5.根据权利要求1所述的基于热时效处理的激光熔覆工艺，其特征在于，熔覆工艺所采用的粉末为H13热作模具钢粉末，平均粒径5um≤a≤10um，用以在损伤H13热作模具钢基体进行表面熔覆修复，其中送粉器送粉速度为1rad/min，进行送粉测试，设定激光熔覆工艺参数为：激光功率2.0KW；扫描速度8mm/s；光斑直径2.4mm；搭接率10％；保护气为Ar，送气速度3.5L/min；离焦量为270mm。

6.根据权利要求5所述的基于热时效处理的激光熔覆工艺，其特征在于，所述表面熔覆修复工艺中，熔覆层厚度为1mm，熔覆2层。

7.一种基于热时效处理的激光熔覆修复加工系统，其特征在于，包括激光熔覆系统、保护气系统、送粉系统、控温系统、温度反馈系统、加热系统、熔覆工作台以及控制系统；

所述控制系统连接至激光熔覆系统、保护气系统、送粉系统、控温系统、温度反馈系统以及加热系统，用于控制激光熔覆加工过程；

所述加热系统设置在熔覆工作台上，并位于熔覆工作台与卡盘夹具之间，所述卡盘夹具用于夹持熔覆件或者平板试样；

所述激光熔覆系统包括激光熔覆头、光纤、激光器以及光纤激光器控制器，光纤激光器控制器连接至控制系统，所述光纤激光器控制器用于驱动激光器发出激光束，经由光纤传导至激光熔覆头，对熔覆件或者平板试样表面铺设的粉末进行熔覆加工；

所述送粉系统具有至少一个送粉器，用于向熔覆件或者平板试样送粉；

所述保护气系统用于向激光熔覆面提供氩气保护；

所述温度反馈系统具有一与激光熔覆头固定在一起并保持同步运动的温度传感器，温度传感器的热端测试点置于距离平板试样的熔覆光斑10mm位置处，用于检测熔覆温度；所述温度传感器检测的熔覆温度反馈至控制系统；

所述控制系统被设置成在控制对熔覆件表面采用与在平板试样表面同样的粉末和熔覆工艺进行熔覆加工时，以所记录的熔覆温度为基准，控制所述控温系统调节和/或维持加热系统的加热温度/功率，以控制对熔覆件的动态、稳定加热，使熔覆件的整体温度维持在前述所记载的温度区间。

8.根据权利要求7所述的基于热时效处理的激光熔覆修复加工系统，其特征在于，在检测熔覆温度时，通过调节送粉器参数进行送粉测试，并设定与在熔覆件表面径向激光熔覆相同的工艺参数，在平板试样上进行单道激光熔覆测试，并记录下熔覆工艺参数下熔覆表面达到的温度范围，反馈至控制系统。