具体实施方式

参见图1，本发明提供了一种活泼金属外场增材修复的气氛保护装置，该活泼金属外场增材修复的气氛保护装置包括伞帽7、伞面12以及真空带状吸盘3；伞帽7、伞面12以及真空带状吸盘3自上而下依次连接并形成钟罩式密封结构；伞面12上设置有进气管路4以及排气管路6；真空带状吸盘3吸附在待修复零件表面1上；伞帽7顶端开设有激光修复机械手臂贯穿孔。本发明所提供的活泼金属外场增材修复的气氛保护装置位于激光修复机械手臂8轴端。

参见图1、图2以及图3，伞面12包括多片伞骨支撑片5；多片伞骨支撑片5依次拼接形成筒状结构；伞面12的顶部与伞帽7的底部相接；伞面12底部周向设置有真空带状吸盘3。活泼金属外场增材修复的气氛保护装置还包括设置在伞面12底部和真空带状吸盘3之间的橡胶连接段15。伞骨支撑片5选用透明不透气且耐高温的柔性高分子材料制成，例如PVC或PA，伞面材料透明透光、可以反复折叠不损坏，无折痕。排气管路6以及进气管路4自上而下依次设置在伞骨支撑片5上。真空带状吸盘3上设置有真空吸盘打气孔2，真空吸盘打气孔2是一个或多个，真空吸盘打气孔2均布在真空带状吸盘3上，例如为了保证真空吸附效果，每隔20厘米配置一个真空吸盘打气孔2。伞帽7的一端直接与激光修复机械手臂8连接，另一端与伞面12连接。伞面12呈扇面分布，当激光修复机械手臂8在行程范围内移动时，伞面12可以跟随激光修复机械手臂8进行相应移动而不影响整体气氛保护。伞骨支撑片5以耐高温PVC材料为伞骨，用于支撑整个伞面保持形状，可以做到即使保护气体断开亦能保证保护伞不会因漏气而产生的塌陷。进气管路4以及排气管路6与外部保护气路、空气气路保持为螺纹连接。充入的气体优选是氩气，由于ρ氩气＞ρ空气，因此为保证空气排出量，将进气管路4设置于排气管路6下方。真空带状吸盘3位于伞面12与待修复零件表面1之间，该部位长度约为10～20厘米。真空带状吸盘3在单面外圈整体配置真空吸附盘，使其形成环形气密通道，依靠外部手动抽取真空后可以紧紧吸附在工件上。真空带状吸盘3材质为橡胶材质，可以实现负压状态下的自由吸附。

参见图4以及图5，本发明所采用的真空吸盘打气孔2上设置有过渡区域橡胶活塞14以及与真空带状吸盘3内部相贯通的外部开关旋钮13。抽真空过程中，将外部开关旋钮13打开，用抽真空泵将泵嘴与过渡区域橡胶活塞14连接便可将气体抽取出来。与此同时，真空带状吸盘3内部由于气体被吸出，整体处于负压状态，在负压条件影响下真空带状吸盘3便可实现与零件紧密结合。真空带状吸盘3与伞体保持为胶制连接，如图4中橡胶连接段15所示，真空吸盘的橡胶连接段15一端与伞状组织紧密连接，可以保证伞状结构与真空吸盘间的气密性。

参见图1以及图2，活泼金属外场增材修复的气氛保护装置还包括设置在激光修复机械手臂贯穿孔内壁的橡胶保护层11。活泼金属外场增材修复的气氛保护装置还包括设置在伞帽7内部的氧气监测系统9。

一种基于如前的活泼金属外场增材修复的气氛保护装置进行活泼金属外场增材修复的方法，该方法包括以下步骤：

1)对待修复零件表面1进行打磨抛光预处理，去除表面氧化皮及杂质；

2)判断待修复零件表面1是否需要气氛保护，若是，则直接进行步骤3)；若否，则退出本修复过程；当待修复区域无需气氛保护时，该保护伞可以收起而无需打开，而当待修复区域材料为钛合金等易氧化材料时，可以手动开启保护伞开关，进而开启气氛保护伞。

3)与增材修复机械臂同步移动，将真空带状吸盘3移动至待修复零件表面1上方；

4)确认真空带状吸盘3与待修复零件表面1的位置后，通过真空带状吸盘3上的真空吸盘打气孔2对真空带状吸盘3抽真空，将与真空带状吸盘3相连的伞面12固定在待修复零件表面1周边，确保伞面12与待修复零件表面1紧密贴合；

5)通过进气管路4向由伞帽7、伞面12以及真空带状吸盘3所形成钟罩式密封结构内充入保护气体，同时开启排气管路6以及置于伞帽7内的氧气监测系统9。控制进气管路4的气体流量l_进气及排气管路6的气体流量l_排气，始终保持l_进气＞l_排气；通过氧气监测系统9监测钟罩式密封结构内的氧气含量，若氧气含量低于设定的阈值时，进行步骤6)；若氧气含量高于设定的阈值时，继续充入保护气体直至钟罩式密封结构内的氧气含量低于设定的阈值后进行步骤6)；保护气体优选是氩气，由于ρ氩气＞ρ空气，因此当从进气管路4处充入氩气时，保护伞底部充满氩气并依次向上填充，伞内空气由排气管路6处被挤出。在充气过程中，观察氧气监测系统9显示数值，当伞内氧含量低于规定数值时，即可进行修复准备。

6)依据待修复零件表面1的尺寸及材料，选择相应的金属粉末及工艺参数进行激光修复。

7)待修复过程结束，冷却恰当时间待修复区温度下降至适宜温度，反向操作步骤2)～步骤5)，修复过程结束。收起气氛保护伞，等待下次使用。