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激光金屬增材制造技術(shù)對(duì)航空工業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的作用。激光熔覆技術(shù)可以提高航空零部件在嚴(yán)苛工況下的表面硬度、耐磨性、耐腐蝕和抗疲勞等性能，提高材料的使用壽命，還可以用于磨損零部件的修復(fù)處理，節(jié)約加工成本。激光金屬3D打印技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)零部件的快速制造,可以減少工件制造工序、提高零部件質(zhì)量。在國(guó)外，如GE，Rolls-Royce,Prewitt等航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要制造企業(yè)早在80年代已經(jīng)開始研發(fā)激光增材制造技術(shù)在航空零件上的成型制造與修復(fù)應(yīng)用，其中高壓渦輪葉片的激光增材修復(fù)已經(jīng)是應(yīng)用了20年的成熟技術(shù)，大量應(yīng)用于商用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片葉尖和深裂紋修復(fù)中。
激光增材技術(shù)適用的材料體系廣泛，在飛機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修方面，包括高強(qiáng)鋼、鋁合金、鎳基高溫合金、鈷基高溫合金、鈦合金等。激光增材技術(shù)是目前一些發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件維修增材最具可行性的技術(shù)手段。目前，針對(duì)常用的鎳基高溫合金，例如IN625，Waspaloy，IN718，IN738等，激光增材修復(fù)工藝的開發(fā)已較為成熟，大量的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)道了修復(fù)后零件的微觀組織以及機(jī)械性能，以及優(yōu)化的修復(fù)后熱處理方案。直接激光金屬沉積的鎳基高溫合金，經(jīng)過優(yōu)化的熱處理后，性能高于鑄件，與鍛件相當(dāng)。

根據(jù)現(xiàn)有的關(guān)于激光直接成形定向晶組織生長(zhǎng)的理論，在激光直接成形過程中，使熔池與基板之間形成了自上而下的超高溫度梯度(可達(dá)到10^6K/m)，在超高的冷卻速度下，熔池瞬間凝固(凝固速度可達(dá)到24mm/s)，使熔覆層微觀組織呈現(xiàn)沿Z軸強(qiáng)制定向晶生長(zhǎng)規(guī)律。所以溫度梯度是影響定向晶生長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，要想獲得良好的定向晶組織，必須對(duì)基體底部進(jìn)行對(duì)流冷來提高溫度梯度，但是不管對(duì)基體采用何種方法進(jìn)行冷卻來增大溫度梯度，熔池兩側(cè)區(qū)域的溫度梯度依然不會(huì)沿著Z軸方向，這是由于其與周圍的保護(hù)氣直接接觸并進(jìn)行熱量傳遞，冷卻速度也很快，導(dǎo)致R方向的溫度梯度開始對(duì)定向晶的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，并且隨著成形過程中熱量的不斷積累，Z方向的溫度梯度有所減小，R方向溫度梯度的影響作用越來越明顯，從而使定向晶生長(zhǎng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)而不能沿Z軸方向外延生長(zhǎng)，最終影響了整個(gè)成形件的微觀組織和性能。

為了克服上述高溫合金成形過程中熔池兩側(cè)溫度梯度發(fā)生偏轉(zhuǎn)的問題，輝銳熔覆系統(tǒng)提供一種感應(yīng)加熱控制激光直接成形高溫合金定向生長(zhǎng)的方法，該方法保證整個(gè)熔池區(qū)域在凝固過程中保持沿Z方向正的溫度梯度，使成形件具有更加完整的沿Z軸方向外延生長(zhǎng)的定向晶組織

感應(yīng)加熱系統(tǒng)采用高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，可高效加熱薄壁結(jié)構(gòu)零件。采用高性能雙色紅外測(cè)溫儀進(jìn)行零件預(yù)熱溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在溫度范圍600-1400℃可精確穩(wěn)定地測(cè)量工件溫度。測(cè)溫儀可通過軟件界面調(diào)整角度姿態(tài)，更加方便的瞄準(zhǔn)加熱工件，實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。
下圖為輝銳公司自主開發(fā)的溫度反饋控制軟件，可通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制感應(yīng)加熱功率，使工件加熱溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度+/-5℃范圍內(nèi)。軟件界面曲線圖中不同顏色的曲線分別代表設(shè)定溫度值、實(shí)測(cè)溫度值、加熱功率設(shè)定值。
曲線的第一個(gè)階段為開環(huán)控制階段，加熱功率恒定、溫度斜坡上升；
第二個(gè)階段為控制器整定階段，加熱功率和實(shí)測(cè)溫度振蕩后收斂；
第三個(gè)階段為穩(wěn)定階段，實(shí)測(cè)溫度穩(wěn)定在設(shè)定穩(wěn)定附近。

采用溫度閉環(huán)控制以后，可以根據(jù)材料、工件的實(shí)際情況，設(shè)定合理的升溫、保溫、降溫曲線，實(shí)現(xiàn)在激光修復(fù)工藝中精確的熱處理過程。此過程對(duì)高溫合金修復(fù)十分重要，通過對(duì)溫度精確控制來調(diào)控組織，保證激光增材過程不開裂，激光增材后無(wú)需再熱處理，就能夠達(dá)到理想機(jī)械性能。
感應(yīng)預(yù)熱閉環(huán)溫度控制還可以和熔池閉環(huán)控制系統(tǒng)同時(shí)工作，共同保證工藝穩(wěn)定性、一致性。