[发明专利]一种野外环境下激光成形快速应急修复失效零件的方法

摘要

本发明公开一种野外环境下激光成形快速应急修复失效零件的方法。选用抗氧化性好的自熔性合金粉末，在空气中无惰性气体保护的野外环境中，采用氮气发生器从空气中分离氮气作为载粉气，对磨损类和断裂类等失效零件进行激光成形快速应急修复；通过三维扫描装置扫描失效零件，与数据库理论模型匹对运算得到失效零件的缺损模型，采用优化的激光成形修复工艺参数，按缺损模型逐层进行修复；对修复后零件机加工处理，恢复零件几何尺寸。本发明采用激光成形技术，解决了远海航行、抢险救灾、设备检修等野外恶劣的环境下、零件失效的偶然性，同时离补给地远，无法及时快速应急修复问题。

主权项

一种野外环境下激光成形快速应急修复失效零件的方法，包括便携式激光维修成形系统，便携式激光维修成形系统包括数据库系统、三维扫描系统、激光成形系统和机加工系统，其特征在于：选用自熔性合金粉末Fe901和Fe314，在空气中无惰性气体保护的野外环境条件下，采用氮气发生器从空气中分离氮气作为载粉气，对磨损类和断裂类等失效零件进行激光成形快速应急修复，包括下述步骤：(1)将待修复零件表面进行打磨抛光处理，除去表面的氧化物和油污；(2)失效零件便于拆卸，将待修复零件固定在激光成形工作台上，采用三维扫描装置采集缺损部位模型，与数据库中理论模型进行匹对，得到要修复的缺损模型；当失效零件不便于拆卸，对失效零件进行在线修复，采用三维扫描装置采集缺损部位模型，与数据库中理论模型进行匹对，得到要修复的缺损模型；(3)采用500W的光纤激光器、氮气发生器从空气中分离氮气作为激光成形和修复的载粉气源、根据零件失效类型，选择合金粉末作为修复材料；(4)对缺损模型进行分层处理，选择修复工艺参数，从缺损模型的最低点逐层进行激光成形修复，对修复部位进行表面处理，恢复失效零件的几何尺寸；(5)对修复的零件进行机加工成国家标准拉伸试样，测试修复后零件的力学性能，包括强度和塑性；(6)对所修复零件进行线切割、镶嵌、研磨、抛光、腐蚀制样，在数字光学显微镜下观察熔覆层与母材的结合状况；熔覆层与母材之间呈冶金结合，结合面处无夹渣、气孔和裂纹，强度和塑性达到母材的80％以上，则零件修复合格。