本发明涉及激光修复技术领域，具体涉及一种机匣激光修复系统及修复方法。
背景技术：
机匣是航空发动机的重要部件之一，它是整个发动机的基座，多为尺寸精度较高的薄壁复杂结构。工作过程中受气体负荷、热负荷、惯性力等作用，在发动机启动、停止、状态变化或飞行姿态变化时，机匣都要承受循环载荷，长期工作在上述恶劣环境中，可能导致发动机机匣产生疲劳裂纹而失效。由于技术储备不足，加之航空发动机的可靠性要求高，以往对于失效的维修多采取整体更换的方式，造价高、周期长、经济效益差。如果能采取合适的方法进行修复，则可极大地缩短发动机的维修工期，与整体更换相比，可大幅度节约制造成本。
变形控制是机匣修复的关键，机匣为典型的薄壁复杂焊接结构，制造过程中不可避免存在一定的残余应力。服役若干小时后，内部的应力分布较为复杂。对其进行修复，势必会引入新的应力，因此如何控制并减小焊接残余应力，从而达到控制变形目的，是选择合适的修复方法的关键。
激光表面熔覆为非接触式加工（利用强激光束加热工件而无需接触工件）且输入热量可控（通过控制激光器的输出功率，光斑直径的大小和扫描速度来控制输入基体中的热量）。激光表面熔覆具有能量密度高，熔覆质量致密，结合强度高，熔覆层组织的稀释率低、热影响区小等特点，采用的规范激光修复方法可以解决其它焊接方法造成焊接残余应力和开裂倾向。因此很适合于质量要求较高的零件局部处理以及修复，尤其适合修复几何形状复杂且修复后变形要求小的零件。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供机匣激光修复系统，采用红外线测温系统，严格精准控制机匣激光熔覆过程时的温升，同时配合变形监测系统，有效防止机匣变形。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
机匣激光修复系统，包括变形监控系统、熔覆材料送粉系统、红外线测温系统和激光聚焦头；
激光聚焦头，安装在设置在机床z轴的光筒底部，激光器发出的激光通过光筒传给激光聚焦头后射出照射在机匣待修复处，形成熔池；
变形监控系统，包括固定支架和固定支架连接的百分表，固定支架还与光筒连接，跟随机床z轴活动，百分表的测量头与机匣壁接触；
红外线测温系统，与光筒连接，探头朝向机匣上的熔池；
熔覆材料送粉系统，设置在光筒侧边，熔覆材料送粉系统的送粉管安装在激光聚焦头上。
作为一种优选方式，固定支架为横向设置的u型架；u型的固定支架的下架上设有百分表，使得百分表能与机匣上熔池的背面接触。
机匣激光修复方法，包括以下步骤：
（1）机匣入厂检测：
对机匣尺寸检测，硬度检测，渗透检测；
（2）对机匣进行光谱分析，配制适合机匣工况使用条件的金属粉末；
（3）清理缺损部位；
（4）激光熔覆：
采用权利要求1~2所述机匣激光修复系统进行熔覆，采用5kw横流二氧化碳激光器激光熔覆，操作过程的参数：熔池直径为2～4mm,深度为0.1～0.3mm,加热时间为0.05～0.1s,激光功率为1600～2200w,激光扫描速度为10～15mm/s；
激光熔覆时，红外线测温系统光源距离激光熔池10mm,同时变形监测系统在激光熔池的背面，进行变形监测；
（5）激光熔覆后进行机械加工恢复原始图纸尺寸要求；
（6）检测：
对经过熔覆的机匣进行尺寸检测，渗透检测，萤光检测，超声波检测。
本发明与现有技术相比，具备以下优点：
（1）本发明的结构，在激光熔化覆时采用红外线测温系统，严格精准控制机匣激光熔覆过程时的温升，同时配合变形监测系统，有效防止机匣变形。
（2）本发明中，变形监测系统的固定支架的结构可以承载机匣，解决了机匣在激光加工机床装卡的问题。
（3）本发明所述修复方法的重要创新点在于，在修复方法中引入了对机匣的光谱分析，然后通过光谱分析配置适合的熔覆材料，增加机匣结合强度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，附图标记如下所示：
1-机匣，2-送粉管，3-激光聚焦头，4-红外线测温系统，5-熔池，6-百分表，7-固定支架，8-光筒。
具体实施方式
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供机匣激光修复系统，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供机匣激光修复系统，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，机匣1激光修复系统，包括激光聚焦头3、熔覆材料送粉系统、红外线测温系统4和变形监控系统。
所述变形监控系统包括固定支架7、百分表6与紧固螺栓。所述固定支架7为横向设置的u型架结构。百分表6通过紧固螺栓可拆卸设置在u型固定支架7的下架端口上，使得百分表6的测量头朝上。
横向设置的u型固定支架7结构使得下架可以卡入机匣1内，而上架位于机匣1上方。
上架的端口用于固定在五轴四联动加工机床z轴的光筒8上，光筒8下部连通有激光聚焦头3，激光通过光筒8进入激光聚焦头3后被聚集射向机匣1上待修复的裂缝，使之形成熔池5。
其中，光筒8底部还设有红外线测温系统4的探头，探头朝向上述熔池5，用于检测熔覆过程的温度，以达到控温的目的。
其中，激光聚焦头3上通过支架连接有熔覆材料送粉系统的送粉管2，送粉管2的出粉口也朝向上述熔池5。
其中，当u型固定支架7的下架伸入机匣1内时，下架端口安装的百分表6的测量头与机匣1内壁紧贴，且保证测量头紧贴的内壁在熔池5背面。
本实施例中，红外线测温系统4为现有技术，不作详细说明。
本实施例中，通过固定支架7将变形监测系统与五轴四联动加工机床的z轴关联，使得变形监测系统能跟随z轴活动。而由于固定支架7的u型结构，因此，当熔池5位置改变（即待修复位置改变）时，只要下架在机匣1内的位置不同，便实现了百分表6位置的改变。
本实施例的工作原理为：
通过红外线测温系统4可以监测熔池5温度变化，变形监控系统的百分表6可以监测熔池5处机匣1壁的微小形变，从而将监测到的信号反馈，向光筒8输入激光的激光器调整输出激光的输出功率，光斑直径的大小和扫描速度，从而防止机匣1壁再熔覆过程中的变形。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。