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: 本发明涉及铝合金材料增材修复技术领域，具体涉及一种在气氛保护条件下小光斑激光增材修复7系铝合金的方法。本发明提出的7系铝合金的激光增材修复方法为以铝镁钪锆铝合金专用粉末作为修复材料，在惰性气氛下采用小光斑模式进行修复采用小光斑模式进行修复。通过控制激光功率、送粉量及扫描速度、载粉气流量等工艺参数，使其修复区与基材区界面完全冶金结合，质量良好，修复区内部无显著气孔、裂纹等缺陷，修复区致密度≥99.9％，激光修复试样室温拉伸性能可达到母材力学性能的100％以上，在很大程度上解决了激光修复铝合金过程中常见的气孔、裂纹等问题。

根据增材制造与7B05锻件的试验数据可知，采用小光斑Ar气气氛下材料成形性能的优异性，证明可成形性好。根据增材修复与7B05锻件的试验数据可知，采用本发明所述方法得到的增材修复件的抗拉强度达到7B05锻件力学性能的100％以上，屈服强度达到70％以上，延伸率达到100％。观察增材修复试样的断裂区域，发现断裂位置均为锻件处，表明修复区力学性能优于锻件(修复基体)性能，说明激光修复区与锻件基体结合性能良好。综上，采用在小光斑Ar气气氛下，采用坡口斜面打底法手段修复得到的修复件，性能优异，且稳定性好。以上实施例表明，采用惰性气氛保护下的小光斑激光增材修复技术，用铝镁钪锆铝合金激光增材修复7系铝合金方式可行，并且采用坡口打底法修复后，修复界面处的结合力显著增强。

铝合金因其轻质、成形性优、高强度、良好塑性、抗撞击、耐蚀、密封性好及再生利用率高等优异性能在众材料中脱颖而出，极受航空航天、轨道交通等工业领域青睐。尤其是在轨道交通装备制造上，铝化率不断提升，是实现其型材大型宽体化、减少车体自重最行之有效的方法。

但伴随列车提速及服役年限增加，铝合金车体零部件出现的损伤(如疲劳裂纹、磨损、冲蚀等)将导致零件失效甚至报废。在复杂工况下，铝合金构件长期运行导致不同程度的开裂现象时有发生且无预见性，给人的生命安全造成了极大的隐患。

针对此类铝合金受损件，目前主要采用新件更换或焊接修复技术来解决。直接废弃或者更换受损零部件势必造成极大的浪费和成本支出，实际大多优先采用焊接修复手段解决。

目前，轨道交通列车铝合金构件损伤的主要修复方法很多，如焊接、熔覆、热喷涂、电刷镀等，这些修复技术已经在零件修复中获得了重要应用，但是仍存在一定的不足之处。

因此，轨道交通用铝合金零部件的修复问题，同样是现阶段铝合金焊接迫切需要解决的一项共性关键技术问题，势必需要研究新的修复技术，进一步探索如何增长轨道交通车辆关键结构的服役寿命。

激光增材修复技术具有高能量密度、冷却速度快、熔覆层稀释率低、束流极细、加工精度高、可加工材料广泛，以及具有复杂形状的修复等特点，在再制造技术领域中有巨大的发展潜力，近年来被广泛用于铝合金零件的修复中。

采用激光修复7系高强铝合金已有大量研究。而在此前研究中，大多采用Al-Si系粉末对7系铝合金进行修复，这是由于Al-Si合金固液相之间温度范围较窄，凝固过程中高冷却速度下枝晶间隙小且易于回填，不易产生裂纹，粉末流动性好，可成形性能优异。但由于Al-Si系合金强度相较于7系铝合金较低，使用该系列合金大面积修复7系铝合金基体时，将导致零件整体力学性能下降。

铝镁钪锆铝合金专用粉末是近两年研制的新型增材制造专用高强铝合金粉末，可打印出高强度、疲劳性能良好的制件。用该粉末激光增材修复7系铝合金，在提高制件整体强度上具有较大指导意义。但采用铝镁钪锆铝合金专用粉末修复过程中的气孔缺陷仍是难以根除的问题，这将在一定程度上影响修复制件的力学和抗疲劳性能。

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1、本发明采用小光斑模式进行激光增材修复7系铝合金，由于小光斑条件下形成的热影响区较小，对基材损伤较小，可以有效减少气孔、裂纹等缺陷；在此基础上，通过合理控制激光功率、送粉量及扫描速度、载粉气流量等工艺参数，使其修复区与基材区界面完全冶金结合，质量良好，修复区内部无显著气孔、裂纹等缺陷，修复区致密度≥99.9％，激光修复试样室温拉伸性能可达到母材力学性能的75％及以上，在很大程度上解决了激光修复铝合金过程中常见的气孔、裂纹等问题。

2、本发明采用“坡口打底法”对V型坡口进行预修复，该方法可以克服在修复角度较小的V型坡口时，激光头与坡口角度较小，反光至对向坡口的现象，从而可在一定程度上完善坡口冶金质量，加强基体区与修复界面的冶金结合力度。

3、通过控制激光的出光方向与V型坡口的斜面呈垂直关系，使得对坡口斜面激光增材的过程类似于在平面上增材铝合金粉末，从而可减少激光修复角度带来的反光、能量不足等缺点，提高铝合金表面对激光能量的吸收。

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