钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法与流程

本发明涉及钛合金舱体铸件修复领域，具体地，涉及一种钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法。

背景技术：

1、随着航天飞行器飞行速度原来越快，对结构材料的轻量化和高温性能提出了越来越高的要求，钛合金得到了更广泛的应用。为了控制制造成本并提高结构一体化性能，铸造工艺得到优先选择。

2、航天飞行器的钛合金舱体铸造结构件在修复过程中，主要采用x射线检测手段，再根据成像胶片手工比对和标记缺陷位置；再手工挖排缺陷和手工tig电弧填丝工艺修复。由于钛合金强度高硬度大，手工挖排困难，劳动强度大。手工tig电弧填丝工艺也面临着自动化程度低，经验依赖深，修复过程粗放，精细化控制手段不足，修复后的余量大，手动打磨去除余量困难等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法。

2、根据本发明提供的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，包括如下步骤：

3、步骤s1：获取钛合金舱体铸件中超标缺陷的位置信息；

4、步骤s2：将钛合金舱体铸件装夹于修复设备上，根据所述超标缺陷的位置信息，采用修复设备的铣削头将缺陷去除并加工成槽口；

5、步骤s3：采用修复设备的激光清洗头将所述槽口表面及周边清洗干净；

6、步骤s4：将所述槽口调整至熔敷位置，采用修复设备的激光熔敷头沿预设轨迹将所述槽口填满；

7、步骤s5：采用修复设备的铣削头将突出所述槽口的余量加工去除，使槽口上表面与周围表面平齐；

8、步骤s6：重复步骤s4和步骤s5，直至所有槽口全部修复完毕；

9、步骤s7：取下钛合金舱体铸件。

10、优选地，所述修复设备包括x轴滑台、y轴滑轨、y轴运动模组、z轴运动模组、工作台、c轴运动模组、铣削头、激光清洗头以及激光熔覆头；

11、所述工作台设置于x轴滑台上，所述工作台上设置有夹具，用于装夹钛合金舱体铸件，所述c轴运动模组安装在工作台上，并用于驱动装夹于夹具上的钛合金舱体铸件旋转；

12、所述y轴滑轨固定安装在x轴滑台上，y轴运动模组滑动安装在y轴滑轨上，所述z轴运动模组滑动安装在y轴运动模组所具有的z轴滑轨上，所述铣削头、激光清洗头以及激光熔覆头均安装于z轴运动模组上。

13、优选地，所述y轴运动模组包括第一y轴运动模组和第二y轴运动模组，所述z轴运动模组包括第一z轴运动模组和第二z轴运动模组；

14、所述铣削头安装于第一z轴运动模组上，第一z轴运动模组安装在第一y轴运动模组上，所述激光清洗头以及激光熔覆头安装于第二z轴运动模组上，第二z轴运动模组安装在第二y轴运动模组上。

15、优选地，步骤s2中，所述槽口的形状为球面体或长方体；所述球面体的半径不小于缺陷深度，所述长方体的圆角不小于r1mm。

16、优选地，步骤s4中，所述预设轨迹为圆环线或平行线，通过多层多道堆积填满所述槽口。

17、优选地，当所述槽口为球面体时，预设轨迹为圆环线，当所述槽口为长方体时，预设轨迹为平行线。

18、优选地，相邻两道熔敷的重合率为20%～40%。

19、优选地，步骤s1中，所述获取钛合金舱体铸件中超标缺陷的位置信息包括：

20、在钛合金舱体铸件上标记出坐标原点和三维坐标轴，采用ct对钛合金铸件进行检测，获得铸件三维模型以及超标缺陷的三维坐标信息，所述三维模型的原点和三维坐标轴与钛合金舱体铸件上的标记一致。

21、优选地，步骤s4中，所述激光熔敷的工艺参数为：

22、激光功率1200～2000w，光束振荡半径1～2mm，振荡频率150～200hz，熔敷速度0.3～0.7m/min，送粉速率6～20g/min，送粉载气流量3～6l/min。

23、优选地，步骤s4中，所述熔敷位置为所述修复设备的顶部位置。

24、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

25、1、本发明通过获取超标缺陷的位置信息后直接将舱体铸件装夹于修复设备上，由铣削头根据缺陷位置信息自动将缺陷去除并加工成槽口，实现了缺陷定位的精准化和挖排过程的自动化，大幅降低了手工挖排的劳动强度，同时提高了挖排精度和表面质量。

26、2、本发明通过将缺陷挖排后加工成标准化的槽口形状，并结合对应的修复轨迹和修复工艺，实现了修复工艺的自动化和数字化，使后续的激光清洗、激光熔敷和余量加工能够以标准化流程进行，保证了修复质量的一致性和可重复性。

27、3、本发明将铣削头、激光清洗头和激光熔敷头集成于同一修复设备上，舱体铸件一次装夹即可依次完成挖排、清洗、熔敷和余量加工的全流程修复作业，缩短了产品在不同设备间的周转时间，消除了频繁的坐标校准工步，显著提高了修复效率和修复质量。

28、4、本发明通过在修复设备上集成c轴运动模组，可将槽口旋转变位至熔敷位置后再进行激光熔敷，使激光熔敷头始终处于最佳作业姿态，保证了熔敷过程的稳定性和一致性，配合优化的工艺参数，实现了槽口的精确填充，保证了熔敷层与母材的冶金结合质量。

29、5、本发明通过ct检测获得超标缺陷的三维坐标信息，并以舱体铸件上标记的坐标原点和三维坐标轴为基准建立统一坐标系，实现了缺陷检测数据与修复设备坐标系的精确对齐，消除了传统x射线检测中手工比对和标记带来的定位误差，保证了铣削挖排的位置精度，避免了过度挖除或挖排不彻底的问题。

1.一种钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，所述修复设备包括x轴滑台（1）、y轴滑轨、y轴运动模组、z轴运动模组、工作台（6）、c轴运动模组（7）、铣削头（8）、激光清洗头（9）以及激光熔覆头（10）；

3.根据权利要求2所述的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，所述y轴运动模组包括第一y轴运动模组（2）和第二y轴运动模组（3），所述z轴运动模组包括第一z轴运动模组（4）和第二z轴运动模组（5）；

4.根据权利要求1所述的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，步骤s2中，所述槽口的形状为球面体或长方体；所述球面体的半径不小于缺陷深度，所述长方体的圆角不小于r1mm。

5.根据权利要求1所述的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，步骤s4中，所述预设轨迹为圆环线或平行线，通过多层多道堆积填满所述槽口。

6.根据权利要求5所述的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，当所述槽口为球面体时，预设轨迹为圆环线，当所述槽口为长方体时，预设轨迹为平行线。

7.根据权利要求5所述的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，相邻两道熔敷的重合率为20%～40%。

8.根据权利要求1所述的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，步骤s1中，所述获取钛合金舱体铸件中超标缺陷的位置信息包括：

9.根据权利要求1所述的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，步骤s4中，所述激光熔敷的工艺参数为：

10.根据权利要求1所述的钛合金舱体铸件激光熔敷修复方法，其特征在于，步骤s4中，所述熔敷位置为所述修复设备的顶部位置。