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激光熔覆技术在表面修复中的应用详述

消耗积分:0 | 格式:rar | 大小:0.1 MB | 2017-10-19

  本文综述了激光熔覆技术在表面修复中的应用,概括了国内外激光修复技术在不同零件和不同的失效情况上的研究发展,并对激光熔覆在表面修复中的应用前景进行了展望。

  激光熔覆转子叶片的修复

  激光熔覆转子叶片又称动叶,是随同转子高速旋转的叶片,通过叶片的高速旋转实现气流与转子间的能量转换。转子叶片承受很大的质量惯性力、较大的气动力和振动载荷,还要承受环境介质的腐蚀与氧化,以及高速运行微小粒子的冲蚀,但加工比较困难,涡轮转子叶片还要在高温状态下工作。转子叶片是直接影响发动机性能、可靠性和寿命的关键零件,并且其工作条件十分恶劣容易损坏,所以对材料性能的要求也大大的提高,同时提高了材料的经济成本,也为其做修复带来广阔的市场。激光熔覆工艺在转子叶片上的应用已经的到了很好的研究,这也为其在修复方面的应用提供了有利的前提。

  激光熔覆技术航空发动机叶片的修复,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。

  激光熔覆技术具有局部加热和低热输入量等优点,同时,激光熔覆技术超高的温度梯度有利于材料的定向凝固生长。因此国内外对激光熔覆技术修复高附加值的叶片开展了广泛的研究并在工业上已成功应用。同时,对激光熔覆技术与堆焊、TIG焊和等离子体熔覆进行了比较研究。DavidW.Gandy等人的研究工作指出,在优化激光工艺条件下,实现了IN-738基体上激光熔覆逐层沉积IN-939,获得了质量良好的沉积层。

  德国FraumhoferILT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Inconel625和Rene142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。

  汽轮机叶片的修复

  汽轮机叶片在电力工业中将高温高压气体的线性运动转变成汽轮机轴的转动。汽轮机叶片的失效形式主要有两种:一种是叶片断裂,主要发生在叶片的根部,这种失效是不可修复的;另一种失效形式是气蚀,主要是发生在叶片顶端面或根部,气蚀损伤的叶片是可以修复再利用的。

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