CN103774136A - 辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置，属于材料成形技术领域；电磁搅拌装置外部设有感应线圈，缠绕在铁芯上的四个铜线圈均匀地分布于激光送粉喷嘴周围，并与激光送粉喷嘴同轴，使激光沉积修复熔池时刻处于磁场的中心位置，激光送粉喷嘴上部连接变压器，变压器下设有硅钢片和变频器，激光送粉喷嘴下方为工作台，用于固定安放工件；其有益效果是：一是很好地改善了修复效果，提高了修复质量，二是本电磁搅拌装置结构紧凑、精度更高、性能稳定，满足试验安装的空间要求，并能在工作区域产生强度和速率均可调的精确均匀磁场，且不受修复工件大小的限制，能很好的发挥搅拌效用，改善技术背景中提及的问题和缺陷。
Description
技术领域 辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置，属于材料成形技术领域。
背景技术 二十世纪70年代诞生了激光沉积修复工艺的核心技术：激光熔覆技术，进入80年代，得到了迅猛发展。由于这种工艺具有操作简便、无污染、材料利用率高、生产周期短，以及特别适合结构复杂的难加工金属零件的修复等优点，因此广泛应用在基于钛合金等难加工材料的航空、航天、船舶等领域。在钛合金激光沉积修复过程中，修复区表面平整性差，内部组织存在气孔、熔合不良、裂纹缺陷以及残余应力大等技术问题是影响修复质量的重要原因，为了改善修复效果，提高修复质量，通常通过添加某些特殊合金元素或氧化物，或通过优化钛合金激光沉积修复工艺等措施来抑制或改善以上技术问题，但对提高修复层质量均未取得突破性进展。
发明内容 鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种结构紧凑、减小残余应力、提高修复质量的辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置。
为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案是：辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置，电磁搅拌装置外部设有感应线圈，缠绕在铁芯上的四个铜线圈均匀地分布于激光送粉喷嘴周围，并与激光送粉喷嘴同轴，使激光沉积修复熔池时刻处于磁场的中心位置，激光送粉喷嘴上部连接变压器，变压器下设有硅钢片和变频器，激光送粉喷嘴下方为工作台，用于固定安放工件。
所述铜线圈为中空设计，中间通循环冷却水。
辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置，其有益效果是：一是很好地改善了修复效果，提高了修复质量，具体表现如下：（1）该线圈式电磁搅拌装置可以使修复件表面更加平整，道间分界明显减小，粘黏粉末颗粒减少；（2）该线圈式电磁搅拌装置可以抑制内部组织中的气孔、裂纹缺陷；（3）该线圈式电磁搅拌装置组织更加均匀，晶粒取向一致且晶粒内部α片层长径比减小；（4）该线圈式电磁搅拌装置能在一定程度上提高了修复层的显微硬度。二是本方法应用的电磁搅拌装置结构紧凑、精度更高、性能稳定，满足试验安装的空间要求，并能在工作区域产生强度和速率均可调的精确均匀磁场，且不受修复工件大小的限制，能很好的发挥搅拌效用，改善技术背景中提及的问题和缺陷。
附图说明
图1是辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置的结构图。
图1附图标记如下：1、变频器，2、变压器，3、硅钢片，4、激光送粉喷嘴，5、感应线圈，6、铜线圈，7、工件，8、工作台。
具体实施方式
下面根据附图对辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置做具体如下说明：电磁搅拌装置外部设有感应线圈5，缠绕在铁芯上的四个铜线圈6均匀地分布于激光送粉喷嘴4周围，并与激光送粉喷嘴4同轴，使激光沉积修复熔池时刻处于磁场的中心位置，激光送粉喷嘴4上部连接变压器2，变压器2下设有硅钢片3和变频器1，激光送粉喷嘴4下方为工作台8，用于固定安放工件7。
钛合金激光修复在工件7上完成，工件7固定在工作台8上，改变输入电流的大小和频率便可以调整旋转磁场的大小和转动速率，从而获得不同的搅拌效果；输入电流频率由变频器实现进而达到改变旋转磁场的旋转速率；输入电流的大小通过变压器调节输入电压的大小进而改变电流大小达到改变磁场强度的目的；电磁搅拌装置安装在激光送粉喷嘴4上，工件7放在磁极中间的工作台8上；在感应线圈中通入相位差90度的交流电流，铜线圈6会产生一个交变旋转磁场，当他它切割激光熔池的金属溶液时会产生感应电流，载流的金属溶液和磁场相互作用产生作用在液体上的水平旋转电磁力。
Claims (2)
1.辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置，其特征是：电磁搅拌装置外部设有感应线圈，缠绕在铁芯上的四个铜线圈均匀地分布于激光送粉喷嘴周围，并与激光送粉喷嘴同轴，使激光沉积修复熔池时刻处于磁场的中心位置，激光送粉喷嘴上部连接变压器，变压器下设有硅钢片和变频器，激光送粉喷嘴下方为工作台，用于固定安放工件。
2.根据权利要求1所述的辅助钛合金激光沉积修复的线圈式电磁搅拌装置，其特征是：所述铜线圈为中空设计，中间通循环冷却水。
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