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龙图腾网获悉浙江工业大学;杭州汽轮动力集团股份有限公司申请的专利一种浸入式超声激光复合增材修复区等轴化调控方法及装置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：CN119857934B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15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：202510346726.9，技术领域涉及：B23K26/342；该发明授权一种浸入式超声激光复合增材修复区等轴化调控方法及装置是由姚建华;姚喆赫;陈健;隋永枫;余沛坰;刘中华;张群莉;王梁;迟一鸣;董刚设计研发完成，并于2025-03-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种浸入式超声激光复合增材修复区等轴化调控方法及装置在说明书摘要公布了：本发明公开了一种浸入式超声激光复合增材修复区等轴化调控方法及装置，方法具体包括：S1、建立丝材与激光束间的位置几何关系；S2、建立激光能量输入与丝材熔化间的关系；S3、建立等轴化增材修复区与浸入熔池的丝材参数间的关系；S4、实现基于浸入式超声激光复合增材修复等轴化调控。本发明可实现增材修复区特定区域和范围的微观组织等轴化，可适用于镍基、铁基和钛基等常见金属材料，满足激光增材修复过程中对等轴组织的调控需求；本发明涉及的组织等轴化方法的实现手段是基于理论计算并通过调控激光、送丝和超声工艺参数，不涉及装备的装拆，容易实现。

本发明授权一种浸入式超声激光复合增材修复区等轴化调控方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种浸入式超声激光复合增材修复区等轴化调控方法，其特征在于，具体包括以下步骤： S1、建立丝材与激光束间的位置几何关系； S2、建立激光能量输入与丝材熔化间的关系； S3、建立等轴化增材修复区与浸入熔池的丝材参数间的关系； S4、实现基于浸入式超声的激光增材修复区等轴化调控； 在步骤S1中，建立丝材与激光束间的位置几何关系的具体流程为： 定义丝材和激光束光斑直径分别为d wire和d beam，单位是mm，丝材中心与激光束光斑中心间的距离为光丝间距d gs，单位是mm，送丝角度为α，激光扫描方向为坐标轴x方向，沉积方向为坐标轴y方向，并根据右手定则确定z方向，因此激光直接作用于丝材区域的面积S las在xOz平面的投影表达式为： ； 在步骤S2中，建立激光能量输入与丝材熔化间的关系的具体流程如下： 当激光能量分布高斯分布时，基于激光功率P、激光直接作用于丝材区域的面积S las、激光作用于丝材的时间t和激光能量吸收率A，可求得激光作用于丝材的热源能量为： 其中，激光功率P的单位是W； 送丝时间与激光作用于丝材的时间相同，丝材熔化所需要的能量E m与送丝速度v wire、丝材密度ρ wire、丝材的比热容c wire、初始加热时的丝材温度到熔点的温度差ΔT和丝材的熔化热L wire相关；因此，可求得丝材熔化所需要的能量E m为： 其中，送丝速度v wire的单位为mms，丝材密度ρ wire的单位为kgm3，丝材的比热容c wire的单位为Jkg·K，丝材的熔化热L wire的单位为Jkg； 通过激光作用于丝材的热源能量和丝材熔化所需要的能量间的关系，可以确定浸入熔池的丝材长度l im为： ； 在步骤S3中，建立等轴化增材修复区与浸入熔池的丝材参数间的关系的具体流程如下： 等轴化增材修复区的形成与超声产生的空化效应相关，可以认为产生空化的区域内均可产生微观组织等轴化；熔池内形成空化的前提是声压超过空化阈值，形成空化所需的空化阈值P b与熔池稳态压强P 0、饱和蒸汽压强P v、熔体表面张力系数σ和空化泡初始半径R 0相关；空化阈值P b的单位为MPa； 熔池中的声压由浸入丝材处开始衰减，衰减过程与超声波输入强度I 0和熔池粘滞效果有关，且粘滞效果与熔体的密度ρ m、超声波在金属材料中的传播速度c、相邻原子平衡位置间的平均距离d a、超声波的角频率ω、原子在平衡位置的振动周期τ 0、波尔兹曼常数k、原子移动的激活能Q、超声在熔池内传递初始位置的温度T initial和熔池内温度梯度a tg相关；结合空化阈值P b并进行计算化简，因此，熔池中与浸入丝材的距离d im满足以下关系时均可产生空化： 其中，l ca是一个中间变量，表示可产生空化的临界距离，单位为mm； 在步骤S4中实现基于浸入式超声激光复合增材修复等轴化调控的具体流程如下：在激光增材修复过程中，激光光斑范围内通常可形成熔池，此处对形成的熔池进行了简化；当改变激光、送丝和超声工艺参数时，可实现空化范围和位置的改变，进而实现选区等轴化： ①确定送丝角度α、光丝间距d gs和激光光斑直径d beam后，根据式（1）计算求得丝材在熔池内的相对位置； ②确定激光功率P，送丝速度v wire和丝材材料，结合式（2）至式（4）计算求得浸入熔池的丝材长度l im； ③确定超声输入强度I 0，空化阈值和超声衰减相关参数，根据式（5）计算求得空化范围； ④基于上述基础，通过改变丝材在熔池内的相对位置，即可实现增材修复区特定区域的微观组织等轴化；通过改变浸入熔池的丝材长度和空化范围，即可实现增材修复区特定范围的微观组织等轴化；通过结合丝材在熔池内的相对位置、浸入熔池的丝材长度和空化范围，即可实现增材修复区特定区域和范围的微观组织等轴化调控；此外，当等轴化范围覆盖整个熔池时，即实现了增材修复区的全等轴化。

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