2然后 可W被回收到可重復使用的粉末助焊劑材料中。運樣的烙渣去除系統可W可操作地與掃描 系統18相關聯，由此W預定時間間隔將表面27祀松W從腔室12中去除烙渣。于是，圖4中示 出的工具50可W被移動用于烙渣去除步驟。可替代地，運樣的烙渣去除系統可W代替烙渣 工具50使用W將烙渣層42、52從最近沉積出的金屬上去除并且從腔室12中去除烙渣52。
[0033] 當連續地開發組件22時，活塞12和壓板24可W被W預定速率降低W連續地建立或 發展組件22。通過非限制性示例的方式，包括支承板29的壓板24可W被定位在床14的表面 27下方大約4mm處，使得床14的選擇性掃描導致在高度上大約2mm的金屬基底或沉積。當包 括金屬沉積或基底的加熱烙化和固化在內的掃描完成時，壓板24被降低附加的2mm使得最 近沉積出和固化的金屬被布置在床14的表面27下方大約4mm處。當然，如果增材制造工藝牽 設到組件22的修復，那么待修復的基底相對于床14的表面27被適當地定位。在任一實例中， 工藝都持續直到組件的基底被完全發展。該工藝也可W遞增地進行，其中一層或多層烙渣 被從最近沉積出的金屬層上去除所W隨后的層可W形成在上面。
[0034] 在粉末材料14需要被添加至腔室12內的情況下，可W使用諸如美國專利4,818， 562中所討論的那些等的用于引入粉末材料的已知方法。補充腔室12的粉末材料14的另一 公知技術提供了設備10給料箱和給料漉W在激光束20的掃描步驟之間使粉末材料從箱移 動至腔室12。為此，腔室12可W配備有傳感器，諸如檢測床14的表面27何時下降到預定水平 W下W啟動用于添加粉末材料14的序列的光學型傳感器。粉末金屬14'和組件22、22'及基 底可W由具有諸如銘、鉆、鋼、鶴、侶、鐵、粗、碳、棚、錯和給等的成分元素的儀基超合金組 成。侶和鐵兩者相對不穩定并且兩者可與氧氣和氮氣起反應。于是，侶和鐵可能會在組件的 修復或制造期間損失，尤其是如果諸如空氣等的反應性氣體被用于使粉末材料14流化的 話。可能有必要通過用侶和/或鐵豐富粉末金屬14'和粉末助焊劑材料14"來補償該損失。大 多數超合金金屬組成包括差不多3%至大約6%重量的侶和/或鐵，所W3%可W是使用諸如 C〇2或惰性氣體等的流化氣體取代空氣時的闊值濃度。
[0035] 可W使用的助焊劑材料包括商業上可得到的助焊劑，諸如W名稱林肯焊絲 化incolnweld)P2007、BohlerSoudokayNiCrW-412、ESAB0K10.16或10.90、特殊金屬 (Special Metals)NT100、歐瑞康（Oerlikon)OP76、山特維克（Sandv化）50SW或SASl銷售的 那些。助焊劑顆粒可W在使用前被研磨成期望的較小網目尺寸范圍。按常規用于諸如燃氣 滿輪發動機等的高溫應用的當前可得到基于鐵、儀或鉆的超合金中的任一個可W利用本發 明性工藝來接合、修復或涂覆，包括上面所提到的那些合金。床可W使用各種加熱器或技術 來加熱，諸如布置在床中的加熱線圈W使粉末金屬14 '和助焊劑14"保持干燥并避免孔隙。
[0036] 利用牽設到超合金材料的現有技術的選擇性激光加熱工藝，粉末超合金材料在惰 性覆蓋氣體下被加熱W便保護烙化的或部分烙化的粉末金屬14'不與空氣接觸。相比之下， 圖1至圖5中圖示出的本發明的實施例利用粉末超合金材料14'加上粉末助焊劑14"作為粉 末14,并因此加熱不需要(但可W可選地需要)在惰性覆蓋氣體下進行，因為烙化的助焊劑 提供了與空氣的必要的屏蔽。粉末14可W是粉末合金14'與粉末助焊劑14"的混合物，或者 它可W是合金與助焊劑的復合顆粒，如上面所描述的。為了提高工藝的精度，粉末14可W是 細網目的，例如20微米至100微米，或者是諸如20微米至80微米或20微米至40微米等的其中 的子范圍，并且助焊劑顆粒14"的網目尺寸范圍可W與合金顆粒14'的網目尺寸范圍重疊或 相同。助焊劑也可W比金屬粉末粗W提高金屬和助焊劑顆粒兩者的流化的一致性和均勻 性。也就是，助焊劑材料14"趨向于與金屬材料14'相比不太致密；因此，小金屬顆粒可W在 流化方面更好地匹配較大但不太致密的助焊劑顆粒。于是，流化介質流量可W將助焊劑材 料14"較大顆粒和金屬材料14'較小顆粒兩者均勻地流化。運樣的顆粒的小尺寸導致每單位 體積的大表面面積，并因此導致有問題的氧化物形成在合金顆粒表面上的大潛在性。復合 顆粒可W通過用助焊劑材料涂覆合金顆粒使該問題最小化。此外，烙化的助焊劑將通過形 成屏蔽氣體并通過與氧化物和其他污染起反應并使它們漂浮至它們形成容易去除的一層 烙渣42、52所在的表面上而提供清潔作用W減少烙化缺陷。
[0037] 助焊劑14"起到光阱（light trap)的功能W輔助激光能量的吸收，并且所得到的 烙渣層42、52減慢冷卻速率并包含處理能量。助焊劑14"可W在一些實施例中被定制成對沉 積化學現象有貢獻。雖然不要求，但是在加熱步驟之前將粉末14和/或組件22、22'加熱可W 是有利的。后處理熱等靜壓也不是要求的，但可W在一些實施例中使用。完成的組件22、22' 的焊接后熱處理可低再加熱開裂風險進行，甚至對于在如上面關于圖7所討論的可焊 性的區帶外側的超合金。
[0038] 助焊劑材料14"和所得的一層烙渣42、52提供了對防止包覆或沉積出的金屬38、58 和下面的基底材料54的開裂有益的多個功能。首先，它們起到使烙融材料的區域和固化(但 仍然熱的)沉積出的金屬38、58兩者與激光束20、20'、20"下游區域中的大氣屏蔽的作用。烙 渣漂浮至表面W使烙融或熱金屬與大氣分開并且助焊劑可W在一些實施例中被定制成產 生屏蔽氣體，由此避免昂貴惰性氣體的使用或者使該使用最小化。其次，烙渣42、52充當允 許固化的材料緩慢且均勻地冷卻的毯子，由此減少了可W對焊接后再加熱或應變時效開裂 有貢獻的殘余應力。第Ξ，烙渣42、52有助于使烙融金屬的池成形W使其保持接近期望的1/ 3高度/寬度比。第四，助焊劑材料14"提供了用于去除對焊接固化開裂有貢獻的諸如硫和憐 等的痕量雜質的清潔效果。運樣的清潔包括金屬粉末的脫氧。因為助焊劑粉末與金屬粉末 親密接觸，所W在實現該功能時尤其有效。最后，助焊劑材料14"可W提供能量吸收和捕獲 功能W將激光束20、20'更有效地轉換成熱能量，由此促進了熱輸入的精確控制，諸如在1% 至2%內，和所得的在工藝期間材料溫度的嚴密控制。另外，助焊劑可W被定制成補償在處 理期間的不穩定元素的損失或者對沉積積極貢獻不能由金屬粉末自身提供的元素。運些工 藝步驟一起產生了針對此前被認為僅可用熱箱工藝或通過激冷板的使用來接合的材料的 在室溫下在超合金基底上的超合金沉積或包覆的無開裂沉積。
[0039] 因為助焊劑材料14"與粉末金屬14'一起被流化并且當被加熱和烙化時形成一層 烙渣42、52,所W不要求更昂貴的惰性氣體使粉末材料14的床流化。實際上，壓縮空氣可W 被用于使粉末材料的床流化。
[0040] 圖1至圖5的實施例中的能量束20、20'、20"可^是具有大體矩形橫截面形狀的二 極管激光器射束，但可W使用其他已知類型的能量束，諸如電子束、等離子束、一個或多個 圓形激光束、掃描的激光束(一個、兩個或Ξ個維度地掃描）、集成激光束等等。矩形形狀可 W對于具有相對大的待包覆面積的實施例特別有利;然而，射束可W是可適于覆蓋像需要 修復的小苦惱區域運樣的相對小的面積。由二極管激光器產生的寬面積射束有助于降低焊 接熱輸入、熱影響區、來自基底的稀釋和殘余應力，所有運些都降低了正常情況下與超合金 修復和制造相關聯的開裂效應的趨勢。
[0041] 用于生成寬面積激光曝光的光學條件和硬件光學器件可W包括，但不限于:激光 束的散焦;生成在焦