【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光再制造修復，具體涉及一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭。
技術介紹
1、鈦合金葉片在航空發(fā)動機中扮演著極其重要的角色，它們通常承受極端的工作條件，如高速旋轉、高溫和高壓氣體的沖擊。這些條件容易導致葉片出現損傷，如磨損、裂紋、燒蝕和腐蝕等。由于鈦合金葉片的制造成本高昂，且對發(fā)動機性能有直接影響，因此對損傷葉片進行有效的修復，不僅可以延長葉片的使用壽命，降低維修成本，還能提高航空發(fā)動機的可靠性和經濟性。
2、對于這一問題，開展鈦合金葉片的修復技術研究具有重要的實際意義。修復技術不僅可以延長葉片的使用壽命，降低制造成本，而且有助于提高航空發(fā)動機的可靠性和經濟性。目前，鈦合金葉片的修復方法主要包括激光熔化沉積、氬弧焊、線性摩擦焊等先進技術。這些方法雖然通過控制焊接過程和參數，一定程度上能夠在修復區(qū)域實現微觀組織的優(yōu)化和力學性能的恢復，但是很容易出現翹曲變形，咬邊，裂紋等缺陷。因此需要一種新型的修復方法。
3、針對鈦合金葉片修復時，由于葉片的厚度幾何尺寸較小，因此在修復過程中會存在下列情況發(fā)生：
4、基板變形：由于激光增材修復過程中熱量的集中輸入，薄壁件可能會因為熱膨脹和不均勻冷卻而發(fā)生變形。
5、熱影響區(qū)：激光加工會在基體材料上產生熱影響區(qū)，這可能會影響材料的微觀結構和性能。
6、涂層與基體的結合問題：需要確保熔覆層與基體之間實現良好的冶金結合，避免出現剝離或裂紋。
7、表面凹凸不平：在熔覆堆積成形過程中，可能會出現表面波動現象，導致表面凹凸
8、上述這些問題，無疑限制了葉片修復的難度，所以需要一種新型的修復方法來解決這個問題；因此本專利技術提出一種專門修復鈦合金的水冷一體式熔覆頭。
技術實現思路
1、為了解決修復過程鈦合金葉片可能出現的葉片變形；熔覆層與葉片的結合強度，燒蝕，裂紋等問題發(fā)生，本專利技術提出了一種在修復過程中對葉片實施水冷卻的一體式熔覆頭。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，包括熔覆頭本體及設置在熔覆頭本體內部的送粉通道和激光通道，送粉通道與激光通道之間連通設置。
4、所述熔覆頭本體內部還有水冷通道，水冷通道設有進口和出口，用于水循環(huán)。
5、所述熔覆頭本體下方設有夾持冷卻頭，所述夾持冷卻頭中間設有夾持通道，且所述夾持冷卻頭與水冷通道相連通；修復時，夾持冷卻頭的夾持通道兩側貼著葉片行進，帶走修復時產生的熱量,降低了產生的局部高溫。
6、進一步的，所述夾持冷卻頭包括水冷盤、夾板a及夾板b，所述夾板a及夾板b內部均為中空結構，所述夾板a及夾板b相對設置在水冷盤的底部，且在夾板a與夾板b之間形成夾持通道。
7、更進一步的，所述水冷盤上在位于夾板a一側設有進水口a及出水口a，所述進水口a及出水口a分別與夾板a連通，且進水口a與出水口a之間設有隔板；所述水冷盤上在位于夾板b一側設有進水口b及出水口b，所述進水口b及出水口b分別與夾板b連通，且進水口b與出水口b之間設有隔板；所述出水口a與進水口b之間連通，所述出水口b與進水口a之間設有隔板。
8、進一步的，所述夾板a及夾板b的內側分別鑲嵌有石墨，形成銅鑲石墨結構。
9、進一步的，所述夾持冷卻頭與熔覆頭本體之間采用凹槽配合連接(活動連接的一種方式),使得夾持冷卻頭根據修復路徑的偏移而隨之旋轉更改夾持方向。
10、進一步的，所述熔覆頭本體及夾持冷卻頭均采用黃銅材質。
11、進一步的，所述熔覆頭本體及夾持冷卻頭采用3d打印成型。
12、一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭的工作過程，包括如下步驟：
13、激光從上方照射下來時，粉末與激光在激光通道中耦合，水流順著冷卻通道流進夾持冷卻頭中，進水口a連接水冷通道的入口，水流由進水口a進入夾板a，由出水口a流出，并進入進水口b，再由進水口b進入夾板b，由出水口b流出進入水冷通道的出口，構成一個水冷循環(huán)，保證著修復時降低葉片的溫度。
14、本專利技術的有益效果：
15、1)在進行葉片修復時，位于下方的兩個中空銅夾板內部通入循環(huán)的冷卻水，夾板貼著葉片，依靠銅的良好導熱性能帶走大量修復過程產生的熱量。
16、2)葉片的修復包含著銅夾板的行進過程，為了減小在行進過程中的摩擦力，在銅夾板上安裝了若干銅鑲石墨，由于石墨的質地較軟，可以充當潤滑劑。
17、3)考慮到葉片的修復過程會存在路徑轉向的情況，因此在銅夾板上方的與熔覆頭連接部位采用凹槽形式的配合，這樣設計的目的是可以讓銅夾板繞著熔覆頭進行一定角度的旋轉。這樣即使因為路徑的變化也可以做到夾板全程貼著葉片對其冷卻。
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1.一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，包括熔覆頭本體及設置在熔覆頭本體內部的送粉通道(4)和激光通道(5)；其特征在于，所述熔覆頭本體內部還有水冷通道(3)，所述熔覆頭本體下方設有夾持冷卻頭(2)，所述夾持冷卻頭(2)中間設有夾持通道，且所述夾持冷卻頭(2)與水冷通道(3)相連通；修復時，夾持冷卻頭(2)的夾持通道兩側貼著葉片行進，帶走修復時產生的熱量,降低了產生的局部高溫。
2.根據權利要求1所述的一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，其特征在于，所述夾持冷卻頭(2)包括水冷盤(201)、夾板A(202)及夾板B(203)，所述夾板A(202)及夾板B(203)內部均為中空結構，所述夾板A(202)及夾板B(203)相對設置在水冷盤(201)的底部，且在夾板A(202)與夾板B(203)之間形成夾持通道。
3.根據權利要求2所述的一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，其特征在于，所述水冷盤(201)上在位于夾板A(202)一側設有進水口A(6)及出水口A(7)，所述進水口A(6)及出水口A(7)分別與夾板A連通(202)，且進水口A(6)
4.根據權利要求1所述的一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，其特征在于，所述夾板A(202)及夾板B(203)的內側分別鑲嵌有石墨(1)。
5.根據權利要求1所述的一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，其特征在于，所述夾持冷卻頭(2)與熔覆頭本體之間活動連接,使得夾持冷卻頭(2)根據葉片修復路徑的偏移而隨之偏轉更改夾持方向。
6.根據權利要求1所述的一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，其特征在于，所述熔覆頭本體及夾持冷卻頭(2)均采用黃銅材質。
7.根據權利要求1所述的一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，其特征在于，所述熔覆頭本體及夾持冷卻頭(2)采用3D打印成型。
8.根據權利要求3所述的一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭的工作過程，其特征在于，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，包括熔覆頭本體及設置在熔覆頭本體內部的送粉通道(4)和激光通道(5)；其特征在于，所述熔覆頭本體內部還有水冷通道(3)，所述熔覆頭本體下方設有夾持冷卻頭(2)，所述夾持冷卻頭(2)中間設有夾持通道，且所述夾持冷卻頭(2)與水冷通道(3)相連通；修復時，夾持冷卻頭(2)的夾持通道兩側貼著葉片行進，帶走修復時產生的熱量,降低了產生的局部高溫。
2.根據權利要求1所述的一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，其特征在于，所述夾持冷卻頭(2)包括水冷盤(201)、夾板a(202)及夾板b(203)，所述夾板a(202)及夾板b(203)內部均為中空結構，所述夾板a(202)及夾板b(203)相對設置在水冷盤(201)的底部，且在夾板a(202)與夾板b(203)之間形成夾持通道。
3.根據權利要求2所述的一種基于鈦合金葉片修復的水冷一體式熔覆頭，其特征在于，所述水冷盤(201)上在位于夾板a(202)一側設有進水口a(6)及出水口a(7)，所述進水口a(6)及出水口a(7)分別與夾板a連通(202)，且進水口a(6)與出水口a(7)之間設有隔板(8)；所述水冷盤(201...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊高林，李健，姚建華，張群莉，姚喆赫，胡勇，宋明，
申請(專利權)人：浙江工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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