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压气机叶片修复

压气机叶片修复

飞机发动机压气机叶片属于高温、高压、高速旋转部件,工况条件比较恶劣,叶片叶尖部分极易产生气蚀,磨损量超过一定量,就会发生失效,降低压缩比,从而缩短其使用寿命。更换新叶片,将大大提高维修成本,带来多方面的损失。目前可考虑且理论可行的修复方法有电弧焊、等离子焊、激光铺粉3D打印。电弧焊、等离子焊不仅热输入量大,在叶片的进气、出气边无法解决微咬边现象且产生严重变形。激光铺粉3D打印修复叶尖的效率低、成本高且合格率低。

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飞机发动机压气机叶片属于高温、高压、高速旋转部件,工况条件比较恶劣,叶片叶尖部分极易产生气蚀,磨损量超过一定量,就会发生失效,降低压缩比,从而缩短其使用寿命。更换新叶片,将大大提高维修成本,带来多方面的损失。目前可考虑且理论可行的修复方法有电弧焊、等离子焊、激光铺粉3D打印。电弧焊、等离子焊不仅热输入量大,在叶片的进气、出气边无法解决微咬边现象且产生严重变形。激光铺粉3D打印修复叶尖的效率低、成本高且合格率低。

辉锐开发的针对压气叶片薄壁变截面自适应激光熔覆技术,和激光同轴成像系统精准较点技术,可极大提升航空压气叶片的增材修复精度与质量。


激光修复


熔覆效果


激光送粉3D打印再制造技术是利用高功率激光束经光学元件聚焦得到极高的能量密度,瞬间将基体表面熔化,同时使预置或与激光束同步自动送至基体表面的合金粉末完全熔化,获得与基体冶金结合的致密覆层。结合强度一般不低于原基体材料的95%。基体材料在激光加工过程中可实现表面微熔,微熔层为0.05~0.1mm,基体热影响区极小,一般为0.05~0.5mm。熔覆层与基体均无粗大的铸造组织,熔覆层及其界面组织致密,晶粒细小,无空洞,无夹杂裂纹等缺陷。激光加工过程中基体温升不超过80℃,激光加工后变形以0.01mm计算,熔覆后经过热处理应力释放,变形量将以0.001mm计算,已完全可以略。

由于叶片叶尖厚度变化,中间厚度最大,熔覆时需要较大功率。如果激光以同一功率进行熔覆,两端最薄处会被此较大功率融化,不能起到修复作用。所以,为了既得到相应的熔覆宽度又不融化叶片两端材料,采用变功率熔覆。由于叶片两端特别薄,8级叶片的两端厚度仅为0.2mm。在激光熔覆时易产生咬边现象,所以需要在两端作特殊处理,可解决咬边问题。在小功率熔覆时必需依靠激光同轴成像系统进行精准较点。目前修复的压气机转子叶效果良好。


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