CN111074266A - 一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及飞机部附件修复领域，具体是一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法,其具体步骤如下：S1；缺陷去除；S2；丙酮清洗；S3；工装定位；S4；激光熔覆；S5；部附件激光熔覆后进行表面机加；S6；荧光探伤；S7；表面处理；采用激光熔覆修复对DT4部附件损伤处进行修复，与传统氩弧焊接修复方法相比，一是焊缝成形质量好、工件变形小；二是激光熔覆接由于激光能量密度高，热输入量小，结晶速度快，焊缝晶粒细小，焊接接头机械性能较好；三是激光熔覆HAZ小；四是修理周期大大减少，周期可缩短50％以上；四是通过工艺研究，可用于民用电磁航空部附件损伤修复。

Description

一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法
技术领域
本发明涉及飞机部附件修复领域，具体是一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法。
背景技术
在航空装备维修企业内，采用DT4制造的飞机的部附件在使用过程中连接螺纹严重咬合引起维修分解时线圈螺纹严重损伤，导致螺纹连接强度下降，无法保证该航空零部件的正常工作性能。出现该情况的线圈目前采用换新的方式予以处理，修理成本较高，且常因备件供应困难造成修理进度受阻。寻找修复线圈损伤螺纹的再制造方法有利于节约成本，缩短修理周期。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法。
一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法，其具体步骤如下：
S1：缺陷去除：a：打磨：对待修复区端面用钢丝刷或机械打磨工具清理，去除氧化层；
b：荧光探伤：用铝箔类保护零件除修复区以外激光可能照射到的其他部分，不合格则重复S1；
S2：丙酮清洗：露出金属光泽后用丙酮清洗；
S3：工装定位；
S4：激光熔覆：采用激光熔覆设备进行修复；
S5：部附件激光熔覆后进行表面机加；
S6：荧光探伤：荧光探伤进行缺陷去除，合格则进行下一步，不合格则重复步骤S2至步骤S5；
S7：表面处理：零件表面熔覆层采用机械方法进行表面加工处理。
所述的步骤S4的具体工艺参数如下：
激光熔覆设备：激光熔覆成套设备；
载气：99.999％高纯氩气；
粉末成分：C：≤0.06；Mn：≤2.0；Mo：2.0-3.0；Cr：16.0-19.0；Ni：12.0-15.0；Si：≤1.0；S：≤0.03；P：≤0.03；Fe：余量；
粉末规格：53-150μm；
激光功率：500-750W；
扫描速度：8-10mm/s；
送粉器读数：low％；
载粉气：380-400L/h；
搭接率：40-50％；
光斑直径：1.5-2.5mm；
所述的激光熔覆成套设备为2KWIPG激光器或库卡机器人。
所述的步骤S7的机械方法包括电磨头或气动打磨、车削后磨削或研磨。
本发明的有益效果是：采用激光熔覆修复对DT4部附件损伤处进行修复，与传统氩弧焊接修复方法相比，一是焊缝成形质量好、工件变形小；二是激光熔覆接由于激光能量密度高，热输入量小，结晶速度快，焊缝晶粒细小，焊接接头机械性能较好；三是激光熔覆HAZ小；四是修理周期大大减少，周期可缩短50％以上；四是通过工艺研究，可用于民用电磁航空部附件损伤修复。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的修复流程结构示意图；
图2为本发明的激光熔覆试样结构示意图；
图3为本发明的待修复部附件结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图3所示，一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法，其具体步骤如下：
S1：缺陷去除：a：打磨：对待修复区端面用钢丝刷或机械打磨工具清理，去除氧化层；
b：荧光探伤：用铝箔类保护零件除修复区以外激光可能照射到的其他部分，不合格则重复步骤S1，防止修复过程中受激光辐照损伤其他零件基体；
S2：丙酮清洗：露出金属光泽并表面洁净后用丙酮清洗；
S3：工装定位；
S4：激光熔覆：采用激光熔覆设备进行修复；
S5：部附件激光熔覆后进行表面机加；
S6：荧光探伤：荧光探伤进行缺陷去除，合格则进行下一步，不合格则重复步骤S2至步骤S5；
S7：表面处理：零件表面熔覆层采用机械方法进行表面加工处理。
图3中的1为螺钉，2为外壳，3为线圈组件，4为运输螺堵，5为待修复螺纹，6为骨架组件。
图3为待修复的电磁纯铁部附件，采用本发明进行修复：
(1)先将待修复螺纹车掉并对车削部位打磨，荧光探伤是否有缺陷，一旦有缺陷重新车削直至没有缺陷为止；
(2)采用丙酮对车削部位进行清洗并对该零件进行工装定位便于激光熔覆；
(3)采用合适的激光熔覆工艺参数对该零件进行激光熔覆修复，激光熔覆一层并清理表层氧化物，待温度冷却至室温后熔覆下一层，以此类推直至满足螺纹直径；
(4)对激光熔覆区机加螺纹并荧光探伤是否有裂纹，如果有裂纹，重复上述步骤；
(5)最后对修复后的部附件进行表面处理。
激光快速成型修复以激光熔覆修复与再制造技术为基础，是以损伤零件为载体，通过设计和选用激光熔覆材料，控制和优化激光修复工艺参数，在“机器人+光纤激光+同轴光内送粉”工艺路线下按指定空间轨迹运动的模式，可做到完全意义上的数字化控制，解决成形修复性能匹配难题，生成与缺陷部位近形的三维实体，即可重建损伤结构，实现金属粉末与零件损伤表面冶金结合在恢复其使用性能，实现损伤零部件的高质量修复，具有以下特点：
1、熔覆材料能够实现成分设计，高达106℃/s的冷却速度使熔覆层具有快凝的显微组织特征，晶粒显著细化，元素偏析程度可以设计。固溶度增加，形成非晶相，可以得到常温下无法获得的微观组织与结构。使熔覆层具有优异的使用功能；
2、熔覆层与基体实现良好的化学冶金结合，熔覆层稀释率低，涂层致密，节约昂贵的金属材料；
3、输入基体的能量及基体的热变形较小，熔覆成品率高，后续加工余量小；
4、可以对局部或关键部位进行修复，可以实现精确控制，在线控制和远距离操作。
该技术可用于对金属零件表面的腐蚀、划伤、磨损、裂纹类局部缺陷进行修复以及零件的外形尺寸恢复，可作为一般承力部位以及性能恢复修复手段。同时可用于对材料的表面改性。
所述的步骤S4的具体工艺参数如下：
激光熔覆设备：激光熔覆成套设备；
载气：99.999％高纯氩气；
粉末成分：C：≤0.06；Mn：≤2.0；Mo：2.0-3.0；Cr：16.0-19.0；Ni：12.0-15.0；Si：≤1.0；S：≤0.03；P：≤0.03；Fe：余量；
粉末规格：53-150μm；
激光功率：500-750W；
扫描速度：8-10mm/s；
送粉器读数：low％；
载粉气：380-400L/h；
搭接率：40-50％；
光斑直径：1.5-2.5mm；
所述的激光熔覆成套设备为2KWIPG激光器或库卡机器人。
采用激光熔覆修复对DT4部附件损伤处进行修复，与传统氩弧焊接修复方法相比，一是焊缝成形质量好、工件变形小；二是激光熔覆接由于激光能量密度高，热输入量小，结晶速度快，焊缝晶粒细小，焊接接头机械性能较好；三是激光熔覆HAZ小；四是修理周期大大减少，周期可缩短50％以上；四是通过工艺研究，可用于民用电磁航空部附件损伤修复。
所述的步骤S7的机械方法包括电磨头或气动打磨、车削后磨削或研磨。
如图2所示，采用与飞机部附件相同的DT4材料加工拉力试棒，试棒上预制槽型缺口，利用激光熔覆将试样上槽坑填平，并制作棒状拉伸试样后进行X射线探伤，检测熔覆区域内部缺陷情况，焊缝位于试样的中心，拉伸试验在WDW-100试验机上进行，最大载荷100KN，加载速率为1mm/S，检测激光熔覆试验件力学性能，试验结果表明，在DT4电磁纯铁基体上激光增材优选设计的合金粉末，可以获得90％以上的抗拉强度效果，保证了飞机安全，延长了飞机使用寿命，具有很高的经济效益。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法，其特征在于：其具体步骤如下：
S1：缺陷去除：a：打磨：对待修复区端面用钢丝刷或机械打磨工具清理，去除氧化层；
b：荧光探伤：用铝箔类保护零件除修复区以外激光可能照射到的其他部分，不合格则重复步骤S1；
S2：丙酮清洗：露出金属光泽后用丙酮清洗；
S3：工装定位；
S4：激光熔覆：采用激光熔覆设备进行修复；
S5：部附件激光熔覆后进行表面机加；
S6：荧光探伤：荧光探伤进行缺陷去除，合格则进行下一步，不合格则重复步骤S2至步骤S5；
S7：表面处理：零件表面熔覆层采用机械方法进行表面加工处理。
2.根据权利要求1所述的一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法，其特征在于：所述的步骤S4的具体工艺参数如下：
激光熔覆设备：激光熔覆成套设备；
载气：99.999％高纯氩气；
粉末成分：C：≤0.06；Mn：≤2.0；Mo：2.0-3.0；Cr：16.0-19.0；Ni：12.0-15.0；Si：≤1.0；S：≤0.03；P：≤0.03；Fe：余量；
粉末规格：53-150μm；
激光功率：500-750W；
扫描速度：8-10mm/s；
送粉器读数：low％；
载粉气：380-400L/h；
搭接率：40-50％；
光斑直径：1.5-2.5mm。
3.根据权利要求2所述的一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法，其特征在于：所述的激光熔覆成套设备为2KWIPG激光器或库卡机器人。
4.根据权利要求1所述的一种飞机电磁纯铁部附件损伤快速成型修复方法，其特征在于：所述的步骤S7的机械方法包括电磨头或气动打磨、车削后磨削或研磨。
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