[发明专利]一种钛合金激光熔覆成形方法

说明书

本发明公开了一种钛合金激光熔覆成形方法，在具有密封腔室的真空舱内激光熔覆成形，所述真空舱的所述密封腔室内设置有多轴运动平台，以及安装在所述多轴运动平台上的光内送粉激光头，所述激光熔覆成形方法包括以下步骤：保证所述密封腔室关闭；将所述密封腔室抽真空；向所述密封腔室内通入保护气体，并使得所述密封腔室内的压力保持在设定值；启动激光器，所述多轴运动平台带动所述光内送粉激光头按照预设轨迹在所述密封腔室内的待加工件上聚焦激光束，输入的钛合金粉束随激光束在所述待加工件上移动而实现钛合金的熔覆加工，加工过程中避免了钛粉的氧化，保证了激光熔覆成型的质量。

技术领域

本发明涉及一种钛合金激光熔覆成形方法。

背景技术

激光熔覆是一种新的表面改性技术，它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，具有广阔的应用前景。

目前激光熔覆加工过程中，通常是将光内送粉激光头安装在机械臂上，通过控制机械臂的运动来实现对熔覆加工，这种激光熔覆加工仅适用于铁粉的熔覆加工，不能满足对加工环境要求较高的金属粉末，如钛合金粉末的激光熔覆加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛合金激光熔覆成形方法，以满足钛合金激光熔覆的加工需求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钛合金激光熔覆成形方法，在具有密封腔室的真空舱内激光熔覆成形，所述真空舱的所述密封腔室内设置有多轴运动平台，以及安装在所述多轴运动平台上的光内送粉激光头，所述激光熔覆成形方法包括以下步骤：

（1）保证所述密封腔室关闭；

（2）将所述密封腔室抽真空；

（3）向所述密封腔室内通入保护气体，并使得所述密封腔室内的压力保持在设定值；

（4）启动激光器，所述多轴运动平台带动所述光内送粉激光头按照预设轨迹在所述密封腔室内的待加工件上聚焦激光束，输入的钛合金粉束随激光束在所述待加工件上移动而实现钛合金的熔覆加工。

优选地，所述步骤（2）与所述步骤（3）循环至少两次再进行步骤（4），其中，通入的所述保护气体为氮气。

优选地，所述成形方法还包括在两次成形过程中将所述密封腔室内的气体吸出进行除尘再输入至所述密封腔室内的除尘步骤。

进一步地，所述除尘步骤采用除尘系统实现，所述除尘系统包括连通所述密封腔室的除尘管道、连接在所述除尘管道末端的高速变频风机，以及能够对吸入的气体进行过滤处理的除尘装置，所述除尘装置的出口连接所述密封腔室。

优选地，所述真空舱的一侧还设置有传递舱，所述的真空舱具有真空舱门，所述传递舱与所述真空舱之间设置有可打开与密封的传递舱门。

进一步地，所述真空舱呈方形的箱体，所述的真空舱门设置在所述箱体的其中一个侧壁上；所述传递舱呈圆筒状，所述传递舱连接在所述真空舱的其中一个侧壁上，所述真空舱门上设置有透明的可视窗，以及两个操作窗口，每个所述操作窗口中均设置有能够伸入至所述密封腔室内的操作手套。

优选地，所述步骤（3）中，采用储存有保护气体的储气装置，所述的真空舱上设置有连通所述密封腔室的保护气体通入口，所述储气装置通过所述保护气体通入口向所述密封腔室通入保护气体，所述真空舱上还设置有用于控制所述保护气体通入口开启与关闭的控制阀。

进一步地，所述真空舱上还设置有卸压口，以及用于在所述密封腔室内压力超过预设值时自动地将所述卸压口打开的保压电磁阀。