一種雷射熔覆的微調控制裝置的製作方法

2023-11-06 09:04:02

本實用新型涉及雷射熔覆塗層技術領域，具體地說是一種雷射熔覆的微調控制裝置。

背景技術：

雷射熔覆是一種新型的增材技術，是利用一定功率的雷射束作用於預先放置的預置片上或者同步送粉，使材料與金屬基材表面熔化，在隨後的冷卻過程中凝固，在金屬基材表面形成一層低稀釋率並具有良好冶金結合的熔覆層，由於雷射熔覆是近似於絕熱的驟熱驟冷過程，和其他常規表面改性技術相比，它具有無可比擬的優良特性：

(1)基材的稀釋率低，熔覆層與基材形成良好的冶金結合，冶金強度高；

(2)雷射光斑小，通過機械手臂和計算機數控技術可以進行調控，實現複雜零部件的受損部位精確地修復；

(3)熱輸入量少，對基材損害少，不易產生熱畸變量小；

(4)材料可以選擇性大，可根據實際需要選擇基材；

(5)加熱與冷卻很快，不易長成大晶粒。

基於上述優點，雷射熔覆技術應用前景相當的開闊，如在航空發動機葉片、定子，軸，渦輪盤等部件有很大的作用。這類零部件在服役的過程中需要溫度高、受力大、工作環境惡劣，零部件設計製造精密、生產製造難度大，原材料本身也比較昂貴，使得這類零部件再加工附加值較高。

然而由於雷射熔覆過程中極快的過冷，使得在凝固過程中產生過大的熱應力以及衝擊應力，容易誘發熱裂紋(主要是熱裂紋與凝固裂紋)的產生。特別在鎳基高溫合金，由於合金中加入很多AI、Ti、Nb等強化元素，容易在雷射焊接中形成低熔點共晶物。在多道搭接過程中，處於熱影響區的這些低熔點共晶物容易被重新熔化，形成液化膜。由於液化膜不能傳遞應力，因此在凝固過程中的熱應力會大量囤積紫此處，形成應力集中，當達到極限時，液化膜就會破裂，形成裂紋——液化裂紋。

而現有技術沒有能夠很好的給出控制雷射熔覆裂紋的方法。

技術實現要素：

本實用新型為提供一種結構更簡單、操作更方便、能夠有效完成雷射熔覆工作的雷射熔覆的微調控制裝置。

本實用新型是通過下述技術方案實現的：

一種雷射熔覆的微調控制裝置，包括基座和基板，所述基板旋轉設於所述基座之上，所述基座的截面呈階梯狀，所述基座之上設有轉軸，所述基板連接在做主轉軸之上，並繞所述轉軸轉動，所述轉軸的一端設有固定螺母，所述固定螺母固定所述基板，所述基板的下部設有調節螺母，所述調節螺母穿過所述基座，並頂在所述基板之上，所述基板的邊緣設有擋邊，所述擋邊上設有彈性壓製片，所述彈性壓製片與所述基板之間的側面上設有摩擦楞。

所述彈性壓製片上設有抓球。

所述基板的上表面上設有擋條。

所述基座上設有通孔，所述調節螺母穿過所述通孔，所述通孔內部設有內螺紋，所述調節螺母上設有外螺紋，所述內螺紋與所述外螺紋相配合。

本實用新型所帶來的有益效果是：

本實用新型的對雷射熔覆的微觀組織及熱裂紋敏感性的控制裝置通過改變基板傾斜角度有效地控制了熔覆塗層的微觀組織和熱裂紋敏感性該裝置控制簡單，可操作性強，效果好，適用於各類雷射熔覆塗層的製備過程，尤其適用於鎳基高溫合金的雷射熔覆。

附圖說明

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1為本實用新型所述雷射熔覆的微調控制裝置的立體圖。

圖2為本實用新型所述雷射熔覆的微調控制裝置的側視圖。

圖中部件名稱對應的標號如下：

1、基座；2、基板；3、彈性壓製片；4、固定螺母；5、調節螺母；6、摩擦楞；7、擋條；8、抓球。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的詳述：

作為本實用新型所述雷射熔覆的微調控制裝置的實施例，如圖1和圖2所示，為了實現目的，本實用新型提供了對雷射熔覆的微觀組織及熱裂紋敏感性的控制裝置，包括在雷射熔覆給出中改變基板2的角度，從而改變熔覆層的微觀組織及生長取向，進而改變熔覆塗層的抗熱裂紋開裂的阻力，達到控制熔覆熱裂紋形成的目的。

進一步的，基板2的角度的改變通過熔覆過程中調節調節螺母5來實現。

進一步的，基板2與彈性壓製片3之間設有摩擦楞6。

進一步的，基板2上設有擋條7。

進一步的，彈性壓製片3上設有抓球8

具體的，本實用新型的對雷射熔覆的微觀組織及熱裂紋敏感性的控制裝置包括以下步驟：

步驟一，提供基座1；將用於熔覆的預置片置於在基板2的表面；

步驟二，把放在基板2表面的預置片用彈性壓製片3壓住，以防止因基板2傾斜而掉落；

步驟三，用彈性壓製片3壓住預置片後，通過旋轉調節螺母5上下調節來達到我們所需要的角度，基板不與雷射頭垂直；

步驟四，調節到需要的角度以後，使用固定螺母4鎖緊。

基板2傾斜的角度，相對的改變雷射的入射角度，這樣使得熔池的形貌和溫度場發生改變，從而改變熔覆塗層的微觀組織及生長取向，進而改變熔覆塗層的抗熱裂紋開裂的阻力，從而達到控制熔覆塗層的微觀組織和熱裂紋敏感性的目的。

本實施例的熔覆過程中，使用氬氣進行氣體保護，且將預先熔覆的材料製成預置片放置於基板2的表面。本實施例中的熱裂紋是指熔覆過程中形成的凝固裂紋和液化裂紋。

在本實施例的對雷射熔覆的微觀組織及熱裂紋敏感性的控制裝置中，微觀的改變是指由基板2的傾斜角度的改變後，雷射束在熔池中的能量分布相應的發生了變化，進而改變了熔池的形貌及其內的溫度場，從而改變了基板2上基材的凝固行為，形成不同形貌的微觀組織。熔覆塗層的是指取向的改變是指由於基板2傾斜角度的改變後，更多的雷射能量聚焦於熔池的一側，使得熔池中熱流的均勻性得到提高，從而增加熔覆塗層的生長取向。熔覆塗層的抗熱裂紋開裂的阻力的改變是指由於基板2的傾斜角度的改變後，熔池的側向散熱得到提高，增加了熱流方向與一次枝晶生長方向之間的夾角，使得一次枝晶的生長得到抑制而二次枝晶的生長得到提高，能夠提高一次枝晶之間的交叉連接，提高了熔覆塗層的抗熱裂紋能力，降低了塗層的熱裂紋敏感性。