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激光熔覆技术在发动机叶片修复的应用

时间:2021-12-13 13:26  阅读:132
高价值部件被放在燃烧室后面,在这里部件不得不经受热气体的极高温度。热气体通道部件是由以镍为基材的高温超级合金制成。不过,超级合金的坚固性使得这种材料很难甚至不可能通过传统的焊接工艺来修理。尽管现在有各种涂层技术可以用来修理和修复这些部件,但激光熔覆正成为首选的方法,原因在于其高度化的局部热量输入、广泛可用的材料以及热敏材料的可焊性被增强了。在过去的15年里,技术人员在修理涡轮部件时已经越来越多地引入自动化的激光熔覆工艺,而不是手工的传统焊接工艺,如钨极氩弧焊(TIG)。实际上,工业燃气涡轮机和航空发动机正是在驱动激光熔覆革新的应用行业。下面介绍激光熔覆介绍在发动机叶片修复的应用。

目前航空发动机叶片大都采用铸造镍基高温合金和定向凝固镍基高温合金来制造。铸造镍基高温叶片和定向凝固叶片在生产过程中可能存在局部缺陷,如现缩松、缩孔等铸造缺陷。德国Fraumhofer ILT 研究所对Ti-6Al-4V和Ti-17叶片进行了激光修复并取得了成功。L.Sexton等人采用Inconel 625 和Rene 142镍基高温合金进行激光熔覆修复叶片,指出激光熔覆层比TIG涂层具有较小的热影响区和稀释率,良好的微观组织、较高的硬度和较低的气孔率。L.shepeleva等通过试验比较了叶片激光熔覆层和等离子体熔覆层的优劣,指出激光熔覆层比等离子体熔覆层有更高的硬度,无裂纹和气孔,良好的结合界面。1981年Rolls-Royce公司对RB211飞机发动机高压叶片连锁。GE公司已将激光熔覆技术用于航空发动机镍基高温合金叶片的修复,并且获得了很好的效果。
激光熔覆
激光熔覆最大的优点还不为众人所知,那就是大幅提高了温度敏感型材料比如超级合金和高碳钢的可焊接性。TIG焊接会产生非常高的热输入,因此会导致更多的焊接缺陷比如裂缝。所以,在修理热气体通道部件时,通常不会选择TIG。瑞丰光电激光专注十六年的研发技术和生产,凭借多年的激光设备研发经验,产品技术成熟,产品性能安全稳定。公司遵循“技术创新、产品创新、服务创新”的经营理念,给客户提供最优质的产品及服务。

激光熔覆的第二个主要优点是更高的几何精确度;与传统焊接工艺相比,会节省应用的材料。与TIG焊接相比,激光熔覆能够产生接近最终成形结构、更干净的表面处理,因此有更好的几何学,更少的材料冗余。举例来说,涡轮叶尖处需要6毫米的积层。激光熔覆在涡轮叶片边上生成的焊接积层大约为0.3毫米,而TIG焊接会生成多达2毫米的冗余,因此会应用更多的材料,接着还要去除这些材料,导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术在发动机叶片修复的应用,由于激光熔覆技术能产生较高的几何精确度和更少的热应力,与传统焊接工艺相比,它具有明显的优势,已经成为高价值部件修理的标准。工业燃气涡轮机的翻新将继续引导创新技术,事实上激光熔覆就是为这一行业定制的解决方案。随着越来越多的加工厂应用这种技术,耐磨损、耐侵蚀或耐腐蚀的功能性涂层将得到广泛应用。丰富的经验和深入的应用技术仍将是成功操作激光熔覆系统的关键。


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