激光熔覆技術在轉(zhuǎn)子葉片修復中的應用

 西安國盛激光     |      2023-08-01


  修復零件的方法可以采用激光熔覆的方法進行修復,它是根據(jù)工件工作條件的要求,對具有各種設計構件的金屬進行激光熔覆,以具備耐熱、耐腐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞性能或輕質(zhì),表面修補層具有電、磁性能。激光熔覆修復是一個快速冷卻過程,熔覆過程中,對修復工件的熱輸入小,熱影響區(qū)小,熔覆層組織細小,易于實現(xiàn)自動化,因此,激光熔覆修復轉(zhuǎn)子等部件具有明顯的優(yōu)勢。激光熔覆技術不僅解決了傳統(tǒng)電焊不可避免的熱變形和熱疲勞損傷等一系列技術難題,氬弧焊等熱處理工藝,同時也解決了電鍍、噴涂等傳統(tǒng)冷處理工藝中涂層與基體結合強度差的不一致性,為表面修復提供了良好的途徑。

  轉(zhuǎn)子葉片的修復

  動葉片又稱動葉片,是隨著轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的葉片,氣流與轉(zhuǎn)子之間的能量轉(zhuǎn)換是通過葉片的高速旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。轉(zhuǎn)子葉片承受較大的質(zhì)量慣性力、較大的氣動力和振動載荷,且還承受著環(huán)境介質(zhì)的腐蝕和氧化,以及高速運轉(zhuǎn)的微小顆粒的侵蝕,但加工難度大,汽輪機轉(zhuǎn)子葉片必須經(jīng)受高溫。在工作中,動葉片是直接影響發(fā)動機性能、可靠性和壽命的關鍵零件,而且其工作條件十分惡劣,容易損壞,因此對材料性能的要求也大大提高,材料的經(jīng)濟成本也隨之提高,也為其做修復帶來廣闊的市場。激光熔覆工藝在轉(zhuǎn)子葉片上的應用已經(jīng)有了較充分的研究,這也為其在修復中的應用提供了有利的前提。


轉(zhuǎn)子葉片修復


  1. 航空發(fā)動機葉片修理

  目前航空發(fā)動機葉片大多采用鑄造鎳基高溫合金和定向凝固鎳基高溫合金。鑄造鎳基高溫葉片和定向凝固葉片在生產(chǎn)過程中可能存在局部缺陷,如縮孔、縮松等鑄造缺陷。

  激光熔覆具有局部加熱和低熱輸入的優(yōu)點,同時激光熔覆的超高溫度梯度有利于材料的定向凝固生長。因此國內(nèi)外對采用激光熔覆技術修復高附加值葉片進行了廣泛的研究,并在工業(yè)上得到了成功的應用。激光熔覆修復刀片,激光熔覆層比鎢極氬弧焊涂層具有更小的熱影響區(qū)和稀釋率,良好的顯微組織,高的硬度和低的孔隙率。激光熔覆層硬度高于等離子熔覆層,無裂紋和氣孔,結合界面良好。

  2. 汽輪機葉片的修理

  在電力工業(yè)中,汽輪機葉片將高溫高壓氣體的直線運動轉(zhuǎn)化為渦輪軸的旋轉(zhuǎn)。汽輪機葉片的失效形式主要有兩種:一種是葉片斷裂,主要發(fā)生在葉片根部,而且這種失效是不可修復的。失效的另一種形式是氣蝕,氣蝕主要發(fā)生在葉片的頂面或根部??瘴g損壞的葉片可以修復和重復使用。