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叶盘修复

叶盘修复

整体叶盘是航空发动机部件的关键部件,在使用过程中叶尖容易磨损,且叶片叶根两端易产生裂纹失效导致报废,用激光增材制造技术可以很好的控制变形,达到传统堆焊方式无法达到的修复精度。采用激光修复增材制造技术可以在短时间内实现整体叶盘的直接成型,可以在很大程序上节约成本和提高生产效率。

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整体叶盘是航空发动机部件的关键部件,在使用过程中叶尖容易磨损,且叶片叶根两端易产生裂纹失效导致报废,用激光增材制造技术可以很好的控制变形,达到传统堆焊方式无法达到的修复精度。采用激光修复增材制造技术可以在短时间内实现整体叶盘的直接成型,可以在很大程序上节约成本和提高生产效率。

>>项目背景


    目前整体叶盘的制造方式采用锻造方式,锻造成本高、周期长,锻造成型的整体叶盘也会存在一些冶金缺陷。航空发动机整体叶盘的激光直接成型可以减少成本加快周期。航空发动机整体叶盘在使用过程中容易出现叶尖磨损、裂纹等缺陷。大多情况下,因无法修复而直接报废。航空发动机整体叶盘直接换新的成本十分昂贵,一件新品成本一般不低于一百万。整体叶盘激光再制造修复在国外已有成功案例,受国外技术壁垒,我国在整体叶片的激光再制造技术方面还鲜有成功应用。因此,开发整体叶盘的激光再制造技术是迫在眉睫待解决的技术问题。


>>项目样件


    整体叶盘基体材料和激光熔覆材料均为TC17,GH4169G。激光熔覆金相检测达到检验要求,层厚合适、侧边成型良好、无冶金缺陷、组织均匀。


            

TC17激光熔覆多层横截面金相检测



    力学性能试样成型效果:

 

          

TC17横向熔覆试样                         纵向熔覆试样                 

   

    力学性能试样通过试验后进行单元件熔覆及样件熔覆修复。人为制作缺陷并通过激光熔格修复缺陷处。为保证熔覆后修型,需要保证一定厚度,并且扫描路径需要根据叶片形状进行设计。

通过单元件熔覆试验,确认了熔覆的可行性、工艺的稳定性、单元件叶片的熔覆效果,包括变形,有无缺陷,通过熔覆后的修型确认了加工余量、变形量等情况。


          

单元件缺口熔覆效果



    熔覆后进行检验无缺陷,最终结果达到项目验收标准。


  

TC17样件叶片熔覆试验


>>整体叶盘激光增材制造修复项目完成以下技术内容,并全部通过考核测试


    1、研究激光熔覆性能。

    2、进行基础工艺研发。

    3、设计开发适用于整体叶盘激光增材制造的工装和设备

    4、研发适用于整体叶盘的增材制造设备及修复工艺技术。

    5、进行单元件样件修复试验。

    6、进行整体叶盘修复试验。

    7、进行力学性能检测、单元件、整体件修复后检测。




 



整体叶盘(材料:GH4169镍基合金)熔覆效果




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