中国科学院沈阳自动化研究所赵吉宾获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院沈阳自动化研究所申请的专利一种基于多维应力调控的高强铝合金激光增材修复方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116809959B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310747353.7,技术领域涉及:B22F10/28;该发明授权一种基于多维应力调控的高强铝合金激光增材修复方法是由赵吉宾;贺晨;赵宇辉;王俊豪;王志国;何振丰;张文东设计研发完成,并于2023-06-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于多维应力调控的高强铝合金激光增材修复方法在说明书摘要公布了:一种基于多维应力调控的高强铝合金激光增材修复方法,涉及激光增材修复技术领域,通过对修复区底面和表面分别进行激光预应力处理,在修复区底部形成一定厚度的压应力层,使预置压应力层与修复后沉积层产生的拉应力相互抵消,降低残余应力水平和修复零件形变量;在完成修复区表面预置压应力层,产生的表面强化作用提高了零件服役过程的疲劳性能,延长其可靠性服役周期。该方法能够减少气孔、消除裂纹、提高修复区的疲劳寿命,在不改变高强铝合金结构原有动力特性和使用功能的条件下,对其表面有缺陷区域进行原位增材修复,从而延长其使用寿命,降低高附加值零件的维护成本,提高修复区服役疲劳寿命。
本发明授权一种基于多维应力调控的高强铝合金激光增材修复方法在权利要求书中公布了:1.一种基于多维应力调控的高强铝合金激光增材修复方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、对受损高强铝合金零件进行表面清洁处理;采用铣削方式加工去除受损部位,并在零件受损部位上加工出增材修复的V型槽; 步骤2、对铣削出的待修复区域进行打磨处理,去除表面氧化层,采用溶剂对待修复区域进行擦拭去污处理;通过三维扫描仪对铣削后受损零件进行扫描,获得受损零件的三维修复模型,并与原零件模型进行模型对比; 步骤3、采用增材制造分层切片及路径规划软件对待修复区域三维模型进行轨迹规划处理,得到增材修复时激光的最佳扫描路径; 步骤4、将修复用的高强度铝合金粉末和颗粒增强粉末进行真空干燥处理; 步骤5、将干燥后的高强度铝合金粉末和颗粒增强粉末分别放置于同轴双路送粉器的送粉桶中,并设置好送粉桶的送粉速度,载气流量; 步骤6、将零件固定在超声振动平台上;超声振动平台的超声振动功率为100~400W,频率为15~25kHz,超声振幅设定为10~50μm; 步骤7、将超声振动平台放入电磁场装置中,之后封闭形成密封仓并充氩气,避免氧化物掺杂对待修复区域质量的影响;电磁场装置的磁场强度为100~500mT; 步骤8、在修复试验开始前先对待修复V型槽区域进行激光冲击强化处理,在V型槽底部产生压应力层;激光冲击强化过程,激光能量为3~10J,脉宽为12~16ns,重复频率为0.5~3Hz,光斑直径为2~4mm; 步骤9、启动超声振动平台以及电磁场装置后,开启同轴双路送粉器与激光器,对待修复区域进行粉末沉积与打印,构建受损部位;激光功率为1500~4000W,扫描速率为300~800mmmin,离焦量为-4~4cm,偏转角度5°~8°,载气流量为3~8Lmin,搭接率为40%~60%,层间冷却时间为180~480s,每层抬升0.3~1mm; 修复完毕后先对修复区表面进行激光重熔处理,促使前一沉积层气孔缺陷上浮;激光重熔时不送粉,无抬升,激光重熔时的激光功率相比修复时的激光功率下降100~500W; 步骤10、修复区打磨平整后,进行二次激光冲击强化处理,从而在修复区表面形成压应力层,提高其疲劳寿命与修复质量;激光冲击强化过程,激光能量为3~10J,脉宽为12~16ns,重复频率为0.5~3Hz,光斑直径为2~4mm。
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