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激光熔覆技術在發動機葉片修復的應用

時間:2021-12-13 13:26  閱讀:482
高價值部件被放在燃燒室后面,在這里部件不得不經受熱氣體的極高溫度。熱氣體通道部件是由以鎳為基材的高溫超級合金制成。不過,超級合金的堅固性使得這種材料很難甚至不可能通過傳統的焊接工藝來修理。盡管現在有各種涂層技術可以用來修理和修復這些部件,但激光熔覆正成為首選的方法,原因在于其高度化的局部熱量輸入、廣泛可用的材料以及熱敏材料的可焊性被增強了。在過去的15年里,技術人員在修理渦輪部件時已經越來越多地引入自動化的激光熔覆工藝,而不是手工的傳統焊接工藝,如鎢極氬弧焊(TIG)。實際上,工業燃氣渦輪機和航空發動機正是在驅動激光熔覆革新的應用行業。下面介紹激光熔覆介紹在發動機葉片修復的應用。

目前航空發動機葉片大都采用鑄造鎳基高溫合金和定向凝固鎳基高溫合金來制造。鑄造鎳基高溫葉片和定向凝固葉片在生產過程中可能存在局部缺陷,如現縮松、縮孔等鑄造缺陷。德國Fraumhofer ILT 研究所對Ti-6Al-4V和Ti-17葉片進行了激光修復并取得了成功。L.Sexton等人采用Inconel 625 和Rene 142鎳基高溫合金進行激光熔覆修復葉片,指出激光熔覆層比TIG涂層具有較小的熱影響區和稀釋率,良好的微觀組織、較高的硬度和較低的氣孔率。L.shepeleva等通過試驗比較了葉片激光熔覆層和等離子體熔覆層的優劣,指出激光熔覆層比等離子體熔覆層有更高的硬度,無裂紋和氣孔,良好的結合界面。1981年Rolls-Royce公司對RB211飛機發動機高壓葉片連鎖。GE公司已將激光熔覆技術用于航空發動機鎳基高溫合金葉片的修復,并且獲得了很好的效果。
激光熔覆
激光熔覆最大的優點還不為眾人所知,那就是大幅提高了溫度敏感型材料比如超級合金和高碳鋼的可焊接性。TIG焊接會產生非常高的熱輸入,因此會導致更多的焊接缺陷比如裂縫。所以,在修理熱氣體通道部件時,通常不會選擇TIG。瑞豐光電激光專注十六年的研發技術和生產,憑借多年的激光設備研發經驗,產品技術成熟,產品性能安全穩定。公司遵循“技術創新、產品創新、服務創新”的經營理念,給客戶提供最優質的產品及服務。

激光熔覆的第二個主要優點是更高的幾何精確度;與傳統焊接工藝相比,會節省應用的材料。與TIG焊接相比,激光熔覆能夠產生接近最終成形結構、更干凈的表面處理,因此有更好的幾何學,更少的材料冗余。舉例來說,渦輪葉尖處需要6毫米的積層。激光熔覆在渦輪葉片邊上生成的焊接積層大約為0.3毫米,而TIG焊接會生成多達2毫米的冗余,因此會應用更多的材料,接著還要去除這些材料,導致更多的精整加工工作和更多的人工。

以上就是激光熔覆技術在發動機葉片修復的應用,由于激光熔覆技術能產生較高的幾何精確度和更少的熱應力,與傳統焊接工藝相比,它具有明顯的優勢,已經成為高價值部件修理的標準。工業燃氣渦輪機的翻新將繼續引導創新技術,事實上激光熔覆就是為這一行業定制的解決方案。隨著越來越多的加工廠應用這種技術,耐磨損、耐侵蝕或耐腐蝕的功能性涂層將得到廣泛應用。豐富的經驗和深入的應用技術仍將是成功操作激光熔覆系統的關鍵。


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