Способ расплавления поверхности посредством лазера с использованием программируемого регулирования размера пучка - RU2016116907A
Код документа: RU2016116907A
Формула
1. Способ, включающий:
перемещение пучка лазерного излучения по заданной поверхности для постепенного расплавления локальных зон поверхности;
регулирование площади поперечного сечения пучка лазерного излучения в фокусе во время этапа перемещения в соответствии с локальной формой заданной поверхности в соответствующих локальных зонах расплавления; и
регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения в соответствии с площадью поперечного сечения пучка лазерного излучения в фокусе для обеспечения заданной плотности энергии пучка лазерного излучения на заданной поверхности.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий перемещение ряда проекций пучка лазерного излучения по заданной поверхности для последовательного расплавления локальных зон поверхности.
3. Способ по п. 2, дополнительно включающий регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения для каждой проекции в соответствии с площадью соответствующей проекции в фокусе.
4. Способ по п. 3, дополнительно включающий регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения для каждой проекции в соответствии со временем подвергания заданной поверхности воздействию соответствующей проекции.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
перемещение пучка, создаваемого излучением диодного лазера и имеющего прямоугольную форму в фокусе, по заданной поверхности;
регулирование ширины пучка лазерного излучения в направлении, поперечном к направлению перемещения проекций, в соответствии с локальной шириной заданной поверхности; и
регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения в соответствии с шириной пучка лазерного излучения для обеспечения по существу постоянной плотности энергии.
6. Способ по п. 5, дополнительно включающий управление пучком лазерного излучения для получения последовательного ряда проекций прямоугольной формы на заданной поверхности в направлении перемещения при каждой проекции, имеющей ширину, соответствующую локальной ширине заданной поверхности.
7. Способ по п. 6, дополнительно включающий:
регулирование высоты соответствующих проекций пучка лазерного излучения в направлении перемещения проекций; и
регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения для каждой проекции в соответствии с площадью соответствующей проекции с прямоугольной формой в фокусе.
8. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
перемещение непрерывного пучка лазерного излучения по заданной поверхности;
непрерывное регулирование площади поперечного сечения пучка лазерного излучения в фокусе в соответствии с локальной формой заданной поверхности; и
непрерывное регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения в соответствии с площадью поперечного сечения пучка лазерного излучения в фокусе для обеспечения, по существу, постоянной плотности энергии на заданной поверхности.
9. Способ по п.1, дополнительно включающий регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения в соответствии с площадью поперечного сечения пучка лазерного излучения в фокусе для обеспечения, по существу, постоянной плотности энергии пучка лазерного излучения на заданной поверхности.
10. Способ по п.1, дополнительно включающий:
подачу материала, представляющего собой порошок сплава со сверхвысокими характеристиками, и материала, представляющего собой порошкообразный флюс, на заданную поверхность перед этапом перемещения; и
постепенное сплавление материалов, представляющих собой порошок сплава со сверхвысокими характеристиками и порошкообразный флюс, с локальными расплавленными зонами поверхности; и
обеспечение возможности охлаждения и затвердевания расплавленных материалов, представляющих собой сплав со сверхвысокими характеристиками и флюс, для образования наплавленного слоя материала, представляющего собой сплав со сверхвысокими характеристиками и покрытого слоем шлака, на заданной поверхности.
11. Способ, включающий:
перемещение пучка, обладающего энергией, по заданной поверхности, при этом локальная форма соответствующих участков поверхности, подвергающихся воздействию пучка, обладающего энергией, изменяется по мере перемещения пучка по поверхности;
регулирование некоторого параметра пучка, обладающего энергией, в соответствии с локальной формой соответствующих участков поверхности, подвергающихся воздействию; и
регулирование уровня мощности пучка, обладающего энергией, в соответствии с изменениями данного параметра пучка, обладающего энергией, так, чтобы плотность энергии пучка, обладающего энергией, в фокусе на заданной поверхности была по существу постоянной при перемещении пучка по поверхности.
12. Способ по п.11, дополнительно включающий:
перемещение пучка, обладающего энергией, по заданной поверхности в направлении перемещения в виде ряда проекций пучка лазерного излучения;
регулирование соответствующих ширин проекций в направлении, поперечном к направлению перемещения, в соответствии с локальной шириной заданной поверхности, подвергающейся воздействию; и
регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения в соответствии с шириной соответствующей проекции.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий:
регулирование соответствующих высот проекций в направлении перемещения; и
регулирование уровня мощности пучка излучения диодного лазера в соответствии с высотой соответствующей проекции.
14. Способ по п.11, дополнительно включающий:
перемещение пучка, обладающего энергией, по заданной поверхности в виде ряда проекций пучка лазерного излучения; и
регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения для каждой проекции в соответствии с временем подвергания заданной поверхности воздействию соответствующей проекции.
15. Способ по п.11, дополнительно включающий:
перемещение пучка, обладающего энергией, в виде непрерывного пучка лазерного излучения по заданной поверхности;
непрерывное регулирование площади поперечного сечения пучка лазерного излучения в фокусе в соответствии с локальной формой соответствующих участков поверхности, подвергающихся воздействию; и
непрерывное регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения в соответствии с площадью поперечного сечения пучка лазерного излучения в фокусе для обеспечения по существу постоянной плотности энергии на заданной поверхности.
16. Способ по п.11, дополнительно включающий:
подачу материала, представляющего собой порошок сплава со сверхвысокими характеристиками, и материала, представляющего собой порошкообразный флюс, на заданную поверхность перед этапом перемещения; и
постепенное расплавление материалов, представляющих собой порошок сплава со сверхвысокими характеристиками и порошкообразный флюс, на поверхности посредством перемещаемого пучка, обладающего энергией; и
обеспечение возможности охлаждения и затвердевания расплавленных материалов, представляющих собой сплав со сверхвысокими характеристиками и флюс, для образования наплавленного слоя материала, представляющего собой сплав со сверхвысокими характеристиками и покрытого слоем шлака, на заданной поверхности.
17. Способ, включающий:
нагрев порошкообразной поверхности посредством последовательного продвижения множества проекций пучка лазерного излучения по порошкообразной поверхности;
регулирование площади каждой проекции в соответствии с соответствующей формой зоны порошкообразной поверхности, нагреваемой посредством соответствующей проекции; и
регулирование уровня мощности лазера, используемого для формирования проекций, так, чтобы плотность энергии для каждой проекции составляла заданную величину.
18. Способ по п.17, дополнительно включающий:
использование диодного лазера для формирования проекций с прямоугольной формой;
регулирование каждой проекции так, чтобы она имела такую же высоту, как и другие проекции, в направлении продвижения вперед; и
регулирование каждой проекции так, чтобы она имела ширину, соответствующую локальной ширине порошкообразной поверхности, нагреваемой посредством соответствующей проекции.
19. Способ по п.18, дополнительно включающий регулирование уровня мощности пучка лазерного излучения в линейной зависимости от ширины соответствующей проекции для обеспечения по существу постоянной плотности энергии среди всех проекций.
20. Способ по п.17, в котором этап нагрева дополнительно включает нагрев поверхности материала, представляющего собой порошок сплава со сверхвысокими характеристиками, и материала, представляющего собой порошкообразный флюс, размещенных на поверхности материала-подложки, представляющего собой сплав со сверхвысокими характеристиками.
