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        激光熔覆技術

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        零部件修復中激光熔覆技術應用淺析

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        零部件修復中激光熔覆技術應用淺析

        發布日期:2019-09-17 作者: 點擊:

        目前零部件修復的方法有激光熔覆、真空釬焊、真空涂層法、鎢極惰性氣體保護焊(TIG)和等離子體熔覆修復等方法。激光熔覆是根據工件的工況要求,熔覆各種設計成分的金屬或者非金屬,制備耐熱、耐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞或具有光、電、磁特性的表面覆層。激光熔覆價格


        激光熔覆是一種快速冷卻的過程,熔覆過程中對修復工件的熱輸入量少,熱影響區小,熔覆層組織細小,易于實現自動化等,因此使用激光熔覆的方法來修復轉子等零部件比其它的方法具有更大的優勢。激光熔覆技術解決了傳統電焊、氬弧焊等熱加工過程中不可避免的熱變形、熱疲勞損傷等一系列技術難題,同時也解決了傳統電鍍、噴涂等冷加工過程中覆層與基體結合強度差的矛盾,這就為表面修復提供了一個很好的途徑。


        本文綜述了激光熔覆技術在表面修復中的應用,概括了國內外激光修復技術在不同零件和不同的失效情況上的研究發展,并對激光熔覆在表面修復中的應用前景進行了展望。


        激光熔覆轉子葉片的修復


        激光熔覆轉子葉片又稱動葉,是隨同轉子高速旋轉的葉片,通過葉片的高速旋轉實現氣流與轉子間的能量轉換。轉子葉片承受很大的質量慣性力、較大的氣動力和振動載荷,還要承受環境介質的腐蝕與氧化,以及高速運行微小粒子的沖蝕,但加工比較困難,渦輪轉子葉片還要在高溫狀態下工作。轉子葉片是直接影響發動機性能、可靠性和壽命的關鍵零件,并且其工作條件十分惡劣容易損壞,所以對材料性能的要求也大大的提高,同時提高了材料的經濟成本,也為其做修復帶來廣闊的市場。激光熔覆工藝在轉子葉片上的應用已經的到了很好的研究,這也為其在修復方面的應用提供了有利的前提。

        激光熔覆價格

        激光熔覆技術航空發動機葉片的修復,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。


        激光熔覆技術具有局部加熱和低熱輸入量等優點,同時,激光熔覆技術超高的溫度梯度有利于材料的定向凝固生長。因此國內外對激光熔覆技術修復高附加值的葉片開展了廣泛的研究并在工業上已成功應用。同時,對激光熔覆技術與堆焊、TIG焊和等離子體熔覆進行了比較研究。DavidW.Gandy等人的研究工作指出,在優化激光工藝條件下,實現了IN-738基體上激光熔覆逐層沉積IN-939,獲得了質量良好的沉積層。


        德國FraumhoferILT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Inconel625和Rene142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。


        汽輪機葉片的修復


        汽輪機葉片在電力工業中將高溫高壓氣體的線性運動轉變成汽輪機軸的轉動。汽輪機葉片的失效形式主要有兩種:一種是葉片斷裂,主要發生在葉片的根部,這種失效是不可修復的;另一種失效形式是氣蝕,主要是發生在葉片頂端面或根部,氣蝕損傷的葉片是可以修復再利用的。  


        國內的汽輪機葉片修復技術在近十年里也得到了大幅度的發展。從工藝的調配到熔覆材料的選擇上都以取得長足進步。如蘭州理工大學常年來對激光熔覆技術修復材料進行研究,在該領域取得了一定的成果,且與蘭州長城機械廠合作對煙氣輪機葉片等零部件的激光熔覆修復技術進行研究,并且取得了成功以規模化投入生產。



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