一种水下激光熔覆制备高性能高氮钢的工艺方法

    公开(公告)号:CN116160014A

    公开(公告)日:2023-05-26

    申请号:CN202310049426.5

    申请日:2023-02-01

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明涉及一种水下激光熔覆制备高性能高氮钢的工艺方法,包括:制备高氮钢粉末,规划高氮钢粉末的扫描轨迹;将基板工件放置在水下环境中,在基板工件的加工表面上构建局部干区,且基板工件的其余面与水环境直接接触,在局部干区内构建氮气氛围,熔覆喷嘴在初始熔覆高度下,按照扫描轨迹,将高氮钢粉末熔覆在基板工件的加工表面上形成熔池,通过氮气氛围促进熔池附近气‑液界面渗氮提升熔池内氮的溶解度,通过水环境的冷却作用,在基板工件的加工表面上得到初始高氮钢沉积试样;在初始高氮钢沉积试样表面按照扫描轨迹再次进行熔覆作业,直至完成设定厚度的高氮钢试样加工。所得产品组织均匀细小,位错密度高,具备高强度以及高耐蚀等性能。

    可预热回火的中心送粉式熔覆头

    公开(公告)号:CN112159978A

    公开(公告)日:2021-01-01

    申请号:CN202010878134.9

    申请日:2020-08-27

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种可预热回火的中心送粉式熔覆头,包括壳体、激光头、送粉管,喷嘴以及光学镜片组合。激光头设置于壳体上方,喷嘴设置于壳体下方,光学镜片组合和送粉管设置于壳体内部。本发明能够采单一入射激光束,经过光学镜片组的折射,最终可以形成双环形激光束,并汇聚于加工表面;送粉管从光路间隙进入壳体内部,并伸至加工区域附近,形成光内送粉,提高粉末的利用率。双环形激光束能够在加工表面形成熔覆层,能够对代加工区域进行预热处理,对已经加工的沉积层进行回火处理,从而降低传统激光加工快热快冷引起的较高残余应力,并且能够降低熔覆层裂纹敏感性及组织成分的不均匀性。

    一种电磁辅助水下激光增材装置和方法

    公开(公告)号:CN116117176B

    公开(公告)日:2025-03-11

    申请号:CN202310051246.0

    申请日:2023-02-02

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明涉及激光加工技术领域,特别是涉及一种电磁辅助水下激光增材装置和方法,该装置包括激光增材组件、水下干区组件、旋转电场组件、旋转磁场组件以及感应加热线圈。本发明在水下干区组件内外分别安置旋转电场和旋转磁场,电磁场作用区域可随加工位置变化而变化,在水下增材制造过程中熔池永远处于电磁场作用中心位置,能够稳定地对熔池施加电磁搅拌作用,改善/加快熔池流动。一方面,流动改善可利于气泡逸出,提升构件致密度。另一方面,加快熔池流动可使粗大枝晶破碎,增大熔池内形核质点,达到细化晶粒的目的,在此过程中枝晶间的元素分布会更均匀。对于成型件的组织均匀性及缺陷调控具有良好效果。

    一种具有外保护气结构的激光熔覆同轴送粉喷嘴

    公开(公告)号:CN112126924B

    公开(公告)日:2022-11-29

    申请号:CN202010869022.7

    申请日:2020-08-26

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明提供一种具有外保护气结构的激光熔覆同轴送粉喷嘴,结构简单,对粉末起到良好保护和防扩散作用。本实施例的喷嘴包括锥形喷嘴本体,锥形喷嘴本体设有激光腔;激光腔的外侧设有至少两个沿周向均匀布置的送粉通道和至少两个沿周向均匀布置的保护气通道,保护气通道位于送粉通道的外侧;保护气通道出口中线的汇集焦点位于所述送粉通道出口中线的汇集焦点的下方。本实施例中,保护气通道位于送粉通道的外侧,且保护气通道的汇集焦点位于所述送粉通道的汇集焦点的下方,保护气通道喷出的保护气体在送粉通道喷出的粉末外侧形成气体屏障,隔绝了粉末与外界氧气,同时防止粉末扩散,可以有效的改善粉末在高温环境下发生氧化,提高粉末利用率。

    可预热回火的中心送粉式熔覆头

    公开(公告)号:CN112159978B

    公开(公告)日:2022-09-02

    申请号:CN202010878134.9

    申请日:2020-08-27

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种可预热回火的中心送粉式熔覆头,包括壳体、激光头、送粉管,喷嘴以及光学镜片组合。激光头设置于壳体上方,喷嘴设置于壳体下方,光学镜片组合和送粉管设置于壳体内部。本发明能够采单一入射激光束,经过光学镜片组的折射,最终可以形成双环形激光束,并汇聚于加工表面;送粉管从光路间隙进入壳体内部,并伸至加工区域附近,形成光内送粉,提高粉末的利用率。双环形激光束能够在加工表面形成熔覆层,能够对代加工区域进行预热处理,对已经加工的沉积层进行回火处理,从而降低传统激光加工快热快冷引起的较高残余应力,并且能够降低熔覆层裂纹敏感性及组织成分的不均匀性。

    一种水下激光熔覆制备耐蚀涂层的工艺方法

    公开(公告)号:CN116145132A

    公开(公告)日:2023-05-23

    申请号:CN202310075216.3

    申请日:2023-02-02

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明涉及水下加工制造技术领域,特别是涉及一种水下激光熔覆制备耐蚀涂层的工艺方法。本发明包括以下步骤:设计耐蚀涂层成分,规划熔覆耐蚀涂层的扫描轨迹;规划激光熔覆工艺参数,编写扫描轨迹程序;基于水下激光熔覆设备,在待强化材料表面上熔覆一层耐蚀涂层;完成一层熔覆后抬升一层的熔覆高度;重复上述沉积步骤,直到所有层数熔覆完毕。本发明基于水下激光熔覆专用设备,能够实现耐蚀涂层的水下原位制备,能够极大地提高了水下专用装备的表面性能。具有原位制造,成型质量好,成型自由度高等优点。

    一种具有外保护气结构的激光熔覆同轴送粉喷嘴

    公开(公告)号:CN112126924A

    公开(公告)日:2020-12-25

    申请号:CN202010869022.7

    申请日:2020-08-26

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明提供一种具有外保护气结构的激光熔覆同轴送粉喷嘴,结构简单,对粉末起到良好保护和防扩散作用。本实施例的喷嘴包括锥形喷嘴本体,锥形喷嘴本体设有激光腔;激光腔的外侧设有至少两个沿周向均匀布置的送粉通道和至少两个沿周向均匀布置的保护气通道,保护气通道位于送粉通道的外侧;保护气通道出口中线的汇集焦点位于所述送粉通道出口中线的汇集焦点的下方。本实施例中,保护气通道位于送粉通道的外侧,且保护气通道的汇集焦点位于所述送粉通道的汇集焦点的下方,保护气通道喷出的保护气体在送粉通道喷出的粉末外侧形成气体屏障,隔绝了粉末与外界氧气,同时防止粉末扩散,可以有效的改善粉末在高温环境下发生氧化,提高粉末利用率。

    一种水下激光熔覆制备高性能高氮钢的工艺方法

    公开(公告)号:CN116160014B

    公开(公告)日:2025-02-11

    申请号:CN202310049426.5

    申请日:2023-02-01

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明涉及一种水下激光熔覆制备高性能高氮钢的工艺方法,包括:制备高氮钢粉末,规划高氮钢粉末的扫描轨迹;将基板工件放置在水下环境中,在基板工件的加工表面上构建局部干区,且基板工件的其余面与水环境直接接触,在局部干区内构建氮气氛围,熔覆喷嘴在初始熔覆高度下,按照扫描轨迹,将高氮钢粉末熔覆在基板工件的加工表面上形成熔池,通过氮气氛围促进熔池附近气‑液界面渗氮提升熔池内氮的溶解度,通过水环境的冷却作用,在基板工件的加工表面上得到初始高氮钢沉积试样;在初始高氮钢沉积试样表面按照扫描轨迹再次进行熔覆作业,直至完成设定厚度的高氮钢试样加工。所得产品组织均匀细小,位错密度高,具备高强度以及高耐蚀等性能。

    一种水下固相增材制造装置
    9.
    发明公开

    公开(公告)号:CN116213915A

    公开(公告)日:2023-06-06

    申请号:CN202310102026.6

    申请日:2023-02-03

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种水下固相增材制造装置,包括同轴心布置的水下干区机构,壳体和水下焊炬机构。所述壳体设置于水下干区机构上方。所述水下焊炬机构的上半部分设置于壳体的内部,所述水下焊炬机构的下半部分设置于水下干区机构的中。水下干区机构能够在水下环境创造局部干区,所述水下焊炬机构能高速旋转,通过摩擦生热实现水下固相增材并利用水环境实现水下焊炬自身的冷却。本发明能在水下环境的高效地开展固相增材制造。本发明基于在水下环境创造局部干区,避免了因水环境导致的焊炬和沉积层散热过快引起的沉积效率低,沉积层流动性差的问题。本发明同时基于主动测温和以外部环境的水来调控焊炬温度,在水下环境实现连续稳定的固相增材制造。

    一种能够同时进行预热回火的激光熔覆头及其激光覆熔方法

    公开(公告)号:CN111058029A

    公开(公告)日:2020-04-24

    申请号:CN201911324046.8

    申请日:2019-12-20

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种能够同时进行预热回火的激光熔覆头及其激光覆熔方法。激光熔覆头包括壳体及激光头;壳体内设置有预热分束镜、加工分束镜及回火反射镜;本发明能够采用同一入射激光束,经预热分束镜、加工分束镜及回火反射镜的分光处理后,各自得到的反射激光束均能够聚焦在工件的待加工部位,使得在工件表面形成的加工层,能够沿着厚度递增方向,按照时间进程,每一时刻均做了预热-覆熔加工-回火处理,因而能够大幅度降低传统激光加工快热快冷引起的较高残余应力,并且能够降低熔覆层裂纹敏感性及组织成分不均匀性。

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