煤氣透平膨脹機葉片損傷後的雷射修複方法
2023-04-28 19:08:01
專利名稱：煤氣透平膨脹機葉片損傷後的雷射修複方法
技術領域：
本發明涉及一種機械加工領域的葉片的修複方法，特別是一種煤氣透平膨脹機葉 片損傷後的雷射修複方法。
背景技術：
在雷射修復技術出現之前，煤氣透平膨脹機中的葉片如果出現缺角或是卷邊等失 效形式，一般會採用傳統電焊進行修復。這種修復技術存在的問題是修復之後的部位往往 較修復之前原件的使用性能要相對減弱，如果修復效果不理想，企業一般會直接更換新的 葉片，隨著工業的發展，自然資源缺失嚴重，從環保和經濟角度要求更換新葉片顯然是不利 於的，不適合可持續發展的要求，這不僅造成資金的再次巨大投入，而且嚴重影響工作效 率。
發明內容
本發明是針對傳統葉片修複方法所存在的缺陷，提供一種既經濟、又行之有效的 煤氣透平膨脹機葉片損傷後的雷射修複方法。實現上述發明目的採用以下技術方案一種煤氣透平膨脹機葉片損傷後的雷射修 複方法，首先將待修復的動靜葉片拆卸下來，並對葉片進行清理；再檢測動靜葉片各部位的 尺寸，確定葉片損傷部位及其尺寸，然後對葉片損傷部位進行雷射修復，所述修複方法的步 驟包括(1)修復前a.去除葉片損傷部位的疲勞層0. 5-lmm ；b.檢測葉片母材材質的硬度及材質，根據檢測結果配置金屬合金粉末，所述金屬 合金粉末的成分包含45% _50%的!^、40% -45%的Ni、10% _15%的0、1. 5% -2%的Mn ；(2)修復過程中a.調整雷射器運轉數據，設定雷射熔覆技術參數，該雷射熔覆的技術參數為激 光功率為1800-2500W，光斑直徑5mm，掃描速度800mm/min，搭接l_2mm ；b.對葉片損傷部位進行雷射熔覆；(3)修復完成後a.雷射熔覆完成後，對葉片損傷部位進行打磨加工；b.確定葉片形狀和尺寸，進行表面拋光；c.對葉片表面進行著色探傷；d.對動葉片進行稱重，誤差為25g以內；e.對動靜葉片進行去除焊接應力的熱處理；f.對動靜葉片進行無損探傷；g.對動靜葉片回裝，對轉子做動平衡。本發明用雷射修復煤氣透平膨脹機葉片的損傷，既經濟又有效的解決了用傳統工藝修復後機械性能達不到使用要求的問題，延長葉片的使用壽命，減少企業的再次資金投 入，提高工作效率。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。對葉片進行雷射修復的過程是首先將待修復的動靜葉片拆卸下來，並對葉片進 行清理，去除葉片上的灰塵、油汙、鏽蝕等雜質；再檢測動靜葉片各部位的尺寸，確定葉片損 傷部位及其尺寸，然後對葉片損傷部位進行雷射修復，本發明所公開的修複方法的步驟都 包括1、在修復前去除葉片損傷部位的疲勞層0. 5-lmm,如果損傷程度大，去除的疲勞層較厚，反之， 去除疲勞層較薄；檢測動靜葉片母材材質的硬度及材質，根據檢測結果配置金屬合金粉末。這裡的 金屬合金粉末，其成分包含45% -50%的佝、40% -45%的Ni、10% _15%的&、1. 5% -2% 的Mn，其餘為微量的鐵，根據材質和硬度的不同，其成分的含量也不同。2、在修復過程中首先調整雷射器的運轉數據，設定雷射熔覆技術參數，這裡進行雷射熔覆工藝的 技術參數為雷射功率為1800-2500W，光斑直徑5mm，掃描速度800mm/min，搭接l_2mm。然後對葉片的損傷部位進行雷射熔覆。3、修復完成之後首先，對葉片的磨損部位進行雷射熔覆完成後，對葉片損傷部位進行打磨加工，這 裡的打磨加工是先進行表面粗加工，再進行精加工；打磨加工所使用的設備是四軸數控磨 床。然後確定葉片的形狀和尺寸，進行表面拋光，對葉片進行表面拋光所使用的設備 是帶式拋光機。對葉片表面進行著色探傷，檢測葉片表面是否有氣孔、夾渣、裂痕等缺陷，所採用 的葉片表面著色探傷的方法是在葉片表面噴塗一層紅色滲透劑，10-15分鐘後再在葉片 表面噴塗一層白色顯像劑，觀察是否有氣孔或裂紋。為確保轉子動平衡的精度，對動葉片進行稱重，各葉片之間的重量誤差為25g以 內。對動靜葉片進行去除焊接應力的熱處理，熱處理的方法是將葉片放在電爐裡加 熱到420°C -450°C，保溫3個小時之後斷電，讓其自然冷卻到150°C以下出爐。對動靜葉片進行無損探傷，即用X射線拍片檢驗，再次檢驗金屬內部組織是否存 在氣孔、雜質、裂痕等影響機械性能的缺陷。對動靜葉片回裝，對轉子做動平衡。實施例一在修復前首先要對煤氣透平膨脹機的動靜葉片進行拆卸。接著要去除葉片上的 灰塵、油汙、鏽蝕等。檢測葉片各部位的尺寸，確定葉片的損傷部位及其尺寸。去除葉片損 傷部位的疲勞層0. 5mm。檢測葉片母材的材質，確定其硬度，根據所檢測的結果配置雷射修
4復所需要的金屬合金粉，根據葉片材質和硬度，確定粉末的成分以及各成分的含量為47% 的 Fe、40%的 Ni、11%的 CrU. 8%的 Mn。在修復過程中首先調試雷射器，調整雷射器的運轉數據，設定雷射熔覆的技術參 數為雷射功率1900W，光斑直徑5mm，掃描速度SOOmm/min，搭接2mm。然後對葉片損傷部位 進行雷射熔覆。修復完成之後首先對葉片磨損部位進行雷射熔覆後，使用四軸數控磨床對磨損 部位進行打磨加工，採用的是鉗加工工藝，先對葉片表面進行粗加工，粗加工完成後進行精 加工。確定葉片的形狀及其尺寸，進行表面拋光。對葉片表面著色探傷檢測是否有氣孔、夾 渣、裂痕等缺陷。為確保轉子動平衡精度，要對動葉片進行稱重，要確保誤差小於等於25g。 動靜葉片進行熱處理去除焊接應力，在420-450°C溫度範圍內保溫3個小時，隨後對保溫爐 斷電自然冷卻至150°C以下出爐。校核雷射熔覆後的葉片，對動靜葉片進行無損探傷即X射 線拍片檢驗，再次檢驗金屬內部組織是否存在氣孔、雜質、裂痕等影響機械性能的缺陷。對 動靜葉片進行回裝，對轉子做動平衡實驗。實施例二在修復前首先要對煤氣透平膨脹機的動靜葉片進行拆卸。接著要去除葉片上的 灰塵、油汙、鏽蝕等。檢測葉片各部位的尺寸，確定葉片的損傷部位及其尺寸。去除葉片損 傷部位的疲勞層1mm。檢測葉片母材的材質，確定其硬度。根據所檢測的結果配置雷射修復 所需要的金屬合金，根據葉片材質和硬度，確定粉末成分以及各成分的含量是47%的狗、 40. 5%的 Ni、10%的 Cr、l. 5%的 Mn。在修復過程中首先調試雷射器，調整雷射器的運轉數據，設定雷射熔覆的技術參 數為雷射功率2200W，光斑直徑5mm，掃描速度SOOmm/min，搭接Imm ；。對葉片損傷部位進 行雷射熔覆。修復完成之後首先對葉片磨損部位進行雷射熔覆後，使用四軸數控磨床對磨損 部位進行打磨加工，採用的是鉗加工工藝，先對葉片表面進行粗加工，粗加工完成後進行精 加工。確定葉片的形狀及其尺寸，進行表面拋光。對葉片表面著色探傷檢測是否有氣孔、夾 渣、裂痕等缺陷。為確保轉子動平衡精度，要對動葉片進行稱重，要確保誤差小於等於25g。 動靜葉片進行熱處理去除焊接應力，在420-450°C溫度範圍內保溫3個小時，隨後對保溫爐 斷電自然冷卻至150°C以下出爐。校核雷射熔覆後的葉片，對動靜葉片進行無損探傷即X射 線拍片檢驗，再次檢驗金屬內部組織是否存在氣孔、雜質、裂痕等影響機械性能的缺陷。對 動靜葉片進行回裝，對轉子做動平衡實驗。
權利要求
1.一種煤氣透平膨脹機葉片損傷後的雷射修複方法，首先將待修復的動靜葉片拆卸下 來，並對葉片進行清理；再檢測動靜葉片各部位的尺寸，確定葉片損傷部位及其尺寸，然後 對葉片損傷部位進行雷射修復，其特徵在於，所述修複方法的步驟包括(1)修復前a.去除葉片損傷部位的疲勞層0.5-lmm;b.檢測葉片母材材質的硬度及材質，根據檢測結果配置金屬合金粉末，所述金屬合金 粉末的成分包含 45% -50%&Fe、40% -45%的 Ni、10% -15%的 Cr、1.5% -2%的 Mn ；(2)修復過程中a.調整雷射器運轉數據，設定雷射熔覆技術參數，該雷射熔覆的技術參數為雷射功 率為1800-2500W，光斑直徑5mm，掃描速度800mm/min，搭接l_2mm ；b.對葉片損傷部位進行雷射熔覆；(3)修復完成後a.雷射熔覆完成後，對葉片損傷部位進行打磨加工；b.確定葉片形狀和尺寸，進行表面拋光；c.對葉片表面進行著色探傷；d.對動葉片進行稱重，誤差為25g以內；e.對動靜葉片進行去除焊接應力的熱處理；f.對動靜葉片進行無損探傷；g.對動靜葉片回裝，對轉子做動平衡。
2.根據權利要求1所述的煤氣透平膨脹機葉片損傷後的雷射修複方法，其特徵在於， 所述葉片表面著色探傷的方法是在葉片表面噴塗一層紅色滲透劑，10-15分鐘後再在葉 片表面噴塗一層白色顯像劑，觀察是否有氣孔或裂紋。
3.根據權利要求1所述的煤氣透平膨脹機葉片損傷後的雷射修復的方法，其特徵在 於，所述對動葉片進行熱處理的方法是將葉片放在電爐裡加熱到420°C _450°C，保溫3個 小時之後斷電，讓其自然冷卻到150°C以下出爐。
全文摘要
一種煤氣透平膨脹機葉片損傷後的雷射修複方法，將動靜葉片拆卸下來，進行清理；檢測動靜葉片各部位尺寸，確定葉片損傷部位及其尺寸，對葉片損傷部位進行雷射修復，去除葉片損傷部位的疲勞層0.5-1mm；檢測葉片母材材質硬度及材質，根據檢測結果配置金屬合金粉末；調整雷射器運轉數據，設定雷射熔覆技術參數；對損傷部位雷射熔覆；對損傷部位打磨加工；確定葉片形狀和尺寸，表面拋光；對葉片表面著色探傷；對動葉片稱重；對動靜葉片熱處理；對動靜葉片無損探傷；對動靜葉片回裝，對轉子做動平衡。本發明解決了傳統工藝修復後機械性能達不到使用要求的問題，延長葉片的使用壽命，減少企業的再次資金投入，提高工作效率。
文檔編號C23C24/10GK102127762SQ201110004848
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者付宇明, 唐學鋒, 鄭麗娟, 韓宏升 申請人:唐山瑞兆雷射技術機械修復有限公司