激光焊接在發(fā)動機(jī)翻修中的應(yīng)用

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:1832

激光加工是利用高輻射強(qiáng)度的激光束 ,經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦(聚焦后的功率密度可達(dá)到10*4~10*11w/cm2),對工件加工部位施加高溫的熱加工技術(shù)。激光束的能量可使合金中的高熔點(diǎn)相、夾雜物等完全熔化。激光加工可在大氣中進(jìn)行,也可在真空中進(jìn)行。對于一些特殊的合金(如鈦合金),無需在真空狀態(tài)下進(jìn)行激光加工,只需吹保護(hù)性氣體(對于鎳基合金和欽合金采用氨氣或氮?dú)?;w材料熔化區(qū)可限制在幾十微米,甚至更薄的范圍。激光熔敷層產(chǎn)生的熱影響區(qū)的厚度大約是熔敷層厚度的1/10(0.10-0.25mm),這就意味著熱影響區(qū)很窄。
激光熔敷和焊接技術(shù)優(yōu)勢
    激光熔敷多用于發(fā)動機(jī)零部件的恢復(fù)尺寸修復(fù),與其他形式的堆焊相比,該技術(shù)優(yōu)勢集中體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1) 激光熔敷加工精度高,易于實(shí)現(xiàn)近凈成形和后續(xù)精加工。如果采用TIG堆焊,堆焊的寬度與高度不易控制,后續(xù)精加工余量過大,且熱影響區(qū)大。
(2) 激光熔敷加工易于數(shù)字化控制,可加工幾何形狀復(fù)雜的零部件。若采用手工焊接,在穩(wěn)定性和質(zhì)量上都無法滿足要求。
(3) 采用高效的自動化激光熔敷技術(shù),可以有效地減小熱影響區(qū),降低葉片裂紋的產(chǎn)生,產(chǎn)品的一次合格率可以穩(wěn)定在95%以上,而采用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)工藝(TIG堆焊)則相差甚遠(yuǎn)。
(4) 激光熔敷可以在氫氣保護(hù)下進(jìn)行,而無需真空環(huán)境。與電子束堆焊相比,加工效率更高,設(shè)備維護(hù)更方便。
國外的應(yīng)用現(xiàn)狀
   激光熔敷技術(shù)主要用于航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片、導(dǎo)向葉片和氣路封嚴(yán)系統(tǒng)的零部件修理。以下是國外一些公司應(yīng)用激光熔敷技術(shù)的情況。
(1) 英國羅-羅公司
    激光熔敷在燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件制造上的運(yùn)用,應(yīng)首推羅一羅公司。該公司于1981年就采用此工藝對RB211發(fā)動機(jī)渦輪葉片冠部阻尼面進(jìn)行鉆基耐磨合金敷層強(qiáng)化處理。在羅一羅公司資助下,英國諾丁漢大學(xué)已經(jīng)開發(fā)出葉片修理系統(tǒng),并在羅-羅公司大修中心得到應(yīng)用,維修的范圍有壓氣機(jī)葉尖,渦輪葉片封嚴(yán)蓖齒等。
(2) 美國普惠公司
    普惠公司繼羅-羅公司之后進(jìn)一步發(fā)展了激光熔敷技術(shù),成功地建立了兩條自動化激光熔敷生產(chǎn)線,在JT8D和JT9D兩種發(fā)動機(jī)的第一級和第二級的PWA1455合金材料的轉(zhuǎn)子葉片鋸齒冠阻尼面上,制備出高質(zhì)量的鉆基耐磨合金層。
    普惠公司在美國空軍項目(IMIP計劃)資助下,建立了渦輪葉片激光焊接加工中心,可以完成渦輪葉片所需部件的自動激光焊接,如JTgD與Flo的二級渦輪轉(zhuǎn)子葉片和V2500、F100與PW2037的渦輪導(dǎo)向葉片等。

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