[发明专利]一种激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法

权利要求书

1.一种激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，提供待修复工件(10)；

步骤2，提供远程高速激光熔覆系统，所述远程高速激光熔覆系统包括激光器(17)、传输光纤(29)、激光熔覆头(28)；

步骤3，提供冷喷涂系统，所述冷喷涂系统包括超音速喷嘴(32)、送粉器(33)和高压气体源(35)；

步骤4，提供加工辅助系统，所述加工辅助系统包括工作腔(5)、夹具平台、旁轴吹气喷嘴(31)、粉末收集系统、集尘系统；所述夹具平台包括夹具(22)、工作台(21)和二维运动平台(20)；所述粉末收集系统包括粉末收集喷嘴(23)、第一负压泵(24)；集尘系统包括集尘喷嘴(25)和第二负压泵(26)；

步骤5，启动加工辅助系统，将待修复工件(10)固定在夹具平台上，同时开启粉末收集系统和集尘系统；

步骤6，启动冷喷涂系统，并开启高压气体源(35)和送粉器(33)，然后超音速喷嘴(32)喷发金属粉末(12)，并沉积在待修复工件(10)，未沉积金属粉末(12)被粉末收集喷嘴(23)吸除，获得冷喷涂层(14)；

步骤7，启动远程高速激光熔覆系统，开启激光器(17)，激光熔覆头(28)输出聚焦激光束(27)，垂直作用于冷喷涂层(14)，获得高速激光熔覆层(16)；

步骤8，将待修复工件(10)在二维运动平台(20)的驱动下实现平面高速移动，实现激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆。

2.根据权利要求1所述的激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法，其特征在于：所述激光器(17)为高亮度抗高反光纤激光器。

3.根据权利要求2所述的激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法，其特征在于：所述旁轴吹气喷嘴(31)固定在所述夹具(22)上，所述夹具(22)固定在所述工作台(21)上，所述工作台(21)固定在所述二维运动平台(20)上。

4.根据权利要求3所述的激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法，其特征在于：所述粉末收集喷嘴(23)和集尘喷嘴(25)固定在工作台(20)上，分别对准冷喷涂沉积区和激光熔覆区。

5.根据权利要求4所述的激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法，其特征在于：所述待修复工件(10)包括低碳钢、镁合金。

6.根据权利要求5所述的激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法，其特征在于：所述金属粉末(12)包括Ni、Ti粉末，粒径尺寸为10～40μm。

7.根据权利要求6所述的激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法，其特征在于：所述高压气体源(35)气体为氮气，压力为1～3MPa，流量为30～45Nm3/min，所述送粉器(33)转速为1～3r/min；

所述激光器(17)的激光功率为1000～3000W，聚焦激光束(27)焦斑面积为0.5～1mm，旁轴吹气喷嘴(31)喷出的气体为氩气，流量为15～30L/min。

8.根据权利要求7所述的激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法，其特征在于：所述冷喷涂层(14)厚度d1为0.1～1mm，所述高速激光熔覆层(16)厚度d2为0.08～0.85mm。

9.根据权利要求8所述的激光-冷喷涂复合远程高速激光熔覆方法，其特征在于：所述二维运动平台(20)的移动速度为12～18m/min。