大连理工大学陈柯霖获国家专利权
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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利采用激光金属沉积拼接薄壁金属坯料的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116900321B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310879364.0,技术领域涉及:B22F7/08;该发明授权采用激光金属沉积拼接薄壁金属坯料的方法是由陈柯霖;何祝斌;梁江凯;高泉设计研发完成,并于2023-07-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本采用激光金属沉积拼接薄壁金属坯料的方法在说明书摘要公布了:本发明属于激光增材制造技术领域,提供了一种采用激光金属沉积拼接薄壁金属坯料的方法,步骤如下:坯料拼接总体成形方案确定;选取需要拼接的薄壁金属坯料;确定激光金属沉积拼接区域的宽度;确定激光金属沉积拼接区域的材料和材料附着的基体;确定激光金属沉积的工艺参数;激光金属沉积打印拼接区;根据拼接区的厚度及单层沉积高度确定激光打印总层数,逐层进行沉积打印;薄壁金属坯料后处理。本发明能够解决传统的焊缝连接薄壁金属坯料时焊缝区材料性能难以精确控制,以及焊缝窄、质量差、应力集中导致薄壁金属坯料无法满足高性能成形的问题。也能拼接传统焊接技术无法拼接的薄壁金属管坯如两种不同半径的薄壁金属管坯。
本发明授权采用激光金属沉积拼接薄壁金属坯料的方法在权利要求书中公布了:1.一种采用激光金属沉积拼接薄壁金属坯料的方法,其特征在于,步骤如下: 步骤一、坯料拼接总体成形方案确定:对需要拼接的薄壁金属坯料进行形状分析,确定薄壁金属板坯或薄壁金属管坯所采用的激光金属沉积拼接方案;待拼接的薄壁金属坯料为薄壁金属板坯时,采用薄壁金属板材放置于待拼接的薄壁金属板坯底部作为基体,实现薄壁金属板坯的预连接,再通过控制激光头的往复运动实现拼接区域材料的增材成形;待拼接的薄壁金属坯料为薄壁金属管坯时,采用薄壁金属管材内嵌于待拼接的薄壁金属管坯内壁作为基体,实现薄壁金属管坯的预连接,再通过控制实现预连接薄壁金属管坯的环向转动和激光头的轴向移动实现拼接区域材料的增材成形; 步骤二、选取需要拼接的薄壁金属坯料:根据步骤一中的分析结果,确定需要拼接的薄壁金属坯料的材料,待拼接的两种薄壁金属坯料选用同种或异种材料,且选用等壁厚或不等壁厚材料; 步骤三、确定激光金属沉积拼接区域的宽度:根据步骤二中确定的薄壁金属坯料的材料、壁厚以及坯料成形过程中对拼接区大小的需求确定激光金属沉积拼接区的宽度及厚度;待拼接坯料为薄壁金属板坯时,对于不需要拼接区辅助成形的即待拼接薄壁板坯厚度相差1~2倍,选择较窄的宽度,宽度为待拼接薄壁金属坯料中较大厚度的1~2倍;对于需要较宽拼接区过渡或需要缓解应力集中以辅助成形的即待拼接薄壁板坯厚度相差2倍以上,选择较宽的宽度,宽度为待拼接薄壁金属坯料中较大厚度的4~5倍;待拼接材料为薄壁金属管坯时,拼接区域的宽度为两种薄壁金属管坯直径差值的0.5~1倍; 步骤四、确定激光金属沉积拼接区域的材料和材料附着的基体:根据步骤二中确定的薄壁金属坯料的材料、壁厚和步骤三中确定的拼接区域的宽度,对于同种材料拼接,在拼接区打印相同的材料;对于异种材料拼接,取决于拼接区的成形需求,选择介于两种材料强度或刚度之间的材料或更强更刚的材料;对于薄壁金属板坯拼接,选择薄壁金属板材作为打印材料附着的基体,将其放置于两种需拼接的薄壁金属板坯之下将板坯预连接起来;对于薄壁金属管坯,选择薄壁金属管材作为材料附着的基体,通过薄壁金属管材两端内嵌于两种需拼接的管坯中将二者预连接起来; 步骤五、确定激光金属沉积的工艺参数:包括激光功率、激光扫描路径、激光头单层提升高度、送粉速度和激光扫描速度; 步骤六、激光金属沉积打印拼接区:根据步骤五中确定的激光金属沉积工艺参数打印拼接区;其中,激光扫描路径按照拼接区的厚度和宽度采用单道多层沉积成形或多道多层沉积成形; 步骤七、根据拼接区的厚度及单层沉积高度确定激光打印总层数,逐层进行沉积打印:对于两种薄壁金属管坯的拼接,通过将薄壁金属管坯沿轴线转动的同时激光头沿轴向移动进行沉积成形; 步骤八、薄壁金属坯料后处理:通过激光金属沉积完成两种薄壁金属坯料的拼接后,对拼接后的薄壁金属坯料在高温高压条件下进行热等静压处理,以消除激光金属沉积制造后拼接区内部存在的微裂纹、气孔及未熔合缺陷,并对拼接区表面进行抛光和清洗处理,得到最终的拼接薄壁金属坯料用于成形。
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