專利名稱：煤氣透平膨脹機(jī)葉片損傷后的激光修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械加工領(lǐng)域的葉片的修復(fù)方法，特別是一種煤氣透平膨脹機(jī)葉 片損傷后的激光修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
在激光修復(fù)技術(shù)出現(xiàn)之前，煤氣透平膨脹機(jī)中的葉片如果出現(xiàn)缺角或是卷邊等失 效形式，一般會(huì)采用傳統(tǒng)電焊進(jìn)行修復(fù)。這種修復(fù)技術(shù)存在的問(wèn)題是修復(fù)之后的部位往往 較修復(fù)之前原件的使用性能要相對(duì)減弱，如果修復(fù)效果不理想，企業(yè)一般會(huì)直接更換新的 葉片，隨著工業(yè)的發(fā)展，自然資源缺失嚴(yán)重，從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)角度要求更換新葉片顯然是不利 于的，不適合可持續(xù)發(fā)展的要求，這不僅造成資金的再次巨大投入，而且嚴(yán)重影響工作效 率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)傳統(tǒng)葉片修復(fù)方法所存在的缺陷，提供一種既經(jīng)濟(jì)、又行之有效的 煤氣透平膨脹機(jī)葉片損傷后的激光修復(fù)方法。實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用以下技術(shù)方案一種煤氣透平膨脹機(jī)葉片損傷后的激光修 復(fù)方法，首先將待修復(fù)的動(dòng)靜葉片拆卸下來(lái)，并對(duì)葉片進(jìn)行清理；再檢測(cè)動(dòng)靜葉片各部位的 尺寸，確定葉片損傷部位及其尺寸，然后對(duì)葉片損傷部位進(jìn)行激光修復(fù)，所述修復(fù)方法的步 驟包括(1)修復(fù)前a.去除葉片損傷部位的疲勞層0. 5-lmm ；b.檢測(cè)葉片母材材質(zhì)的硬度及材質(zhì)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)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(fù)過(guò)程中a.調(diào)整激光器運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆技術(shù)參數(shù)，該激光熔覆的技術(shù)參數(shù)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(duì)葉片損傷部位進(jìn)行激光熔覆；(3)修復(fù)完成后a.激光熔覆完成后，對(duì)葉片損傷部位進(jìn)行打磨加工；b.確定葉片形狀和尺寸，進(jìn)行表面拋光；c.對(duì)葉片表面進(jìn)行著色探傷；d.對(duì)動(dòng)葉片進(jìn)行稱重，誤差為25g以內(nèi)；e.對(duì)動(dòng)靜葉片進(jìn)行去除焊接應(yīng)力的熱處理；f.對(duì)動(dòng)靜葉片進(jìn)行無(wú)損探傷；g.對(duì)動(dòng)靜葉片回裝，對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡。本發(fā)明用激光修復(fù)煤氣透平膨脹機(jī)葉片的損傷，既經(jīng)濟(jì)又有效的解決了用傳統(tǒng)工藝修復(fù)后機(jī)械性能達(dá)不到使用要求的問(wèn)題，延長(zhǎng)葉片的使用壽命，減少企業(yè)的再次資金投 入，提高工作效率。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。對(duì)葉片進(jìn)行激光修復(fù)的過(guò)程是首先將待修復(fù)的動(dòng)靜葉片拆卸下來(lái)，并對(duì)葉片進(jìn) 行清理，去除葉片上的灰塵、油污、銹蝕等雜質(zhì)；再檢測(cè)動(dòng)靜葉片各部位的尺寸，確定葉片損 傷部位及其尺寸，然后對(duì)葉片損傷部位進(jìn)行激光修復(fù)，本發(fā)明所公開(kāi)的修復(fù)方法的步驟都 包括1、在修復(fù)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??；檢測(cè)動(dòng)靜葉片母材材質(zhì)的硬度及材質(zhì)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果配置金屬合金粉末。這里的 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，其余為微量的鐵，根據(jù)材質(zhì)和硬度的不同，其成分的含量也不同。2、在修復(fù)過(guò)程中首先調(diào)整激光器的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆技術(shù)參數(shù)，這里進(jìn)行激光熔覆工藝的 技術(shù)參數(shù)為激光功率為1800-2500W，光斑直徑5mm，掃描速度800mm/min，搭接l_2mm。然后對(duì)葉片的損傷部位進(jìn)行激光熔覆。3、修復(fù)完成之后首先，對(duì)葉片的磨損部位進(jìn)行激光熔覆完成后，對(duì)葉片損傷部位進(jìn)行打磨加工，這 里的打磨加工是先進(jìn)行表面粗加工，再進(jìn)行精加工；打磨加工所使用的設(shè)備是四軸數(shù)控磨 床。然后確定葉片的形狀和尺寸，進(jìn)行表面拋光，對(duì)葉片進(jìn)行表面拋光所使用的設(shè)備 是帶式拋光機(jī)。對(duì)葉片表面進(jìn)行著色探傷，檢測(cè)葉片表面是否有氣孔、夾渣、裂痕等缺陷，所采用 的葉片表面著色探傷的方法是在葉片表面噴涂一層紅色滲透劑，10-15分鐘后再在葉片 表面噴涂一層白色顯像劑，觀察是否有氣孔或裂紋。為確保轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的精度，對(duì)動(dòng)葉片進(jìn)行稱重，各葉片之間的重量誤差為25g以 內(nèi)。對(duì)動(dòng)靜葉片進(jìn)行去除焊接應(yīng)力的熱處理，熱處理的方法是將葉片放在電爐里加 熱到420°C -450°C，保溫3個(gè)小時(shí)之后斷電，讓其自然冷卻到150°C以下出爐。對(duì)動(dòng)靜葉片進(jìn)行無(wú)損探傷，即用X射線拍片檢驗(yàn)，再次檢驗(yàn)金屬內(nèi)部組織是否存 在氣孔、雜質(zhì)、裂痕等影響機(jī)械性能的缺陷。對(duì)動(dòng)靜葉片回裝，對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡。實(shí)施例一在修復(fù)前首先要對(duì)煤氣透平膨脹機(jī)的動(dòng)靜葉片進(jìn)行拆卸。接著要去除葉片上的 灰塵、油污、銹蝕等。檢測(cè)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(cè)葉片母材的材質(zhì)，確定其硬度，根據(jù)所檢測(cè)的結(jié)果配置激光修
4復(fù)所需要的金屬合金粉，根據(jù)葉片材質(zhì)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(fù)過(guò)程中首先調(diào)試激光器，調(diào)整激光器的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆的技術(shù)參 數(shù)為激光功率1900W，光斑直徑5mm，掃描速度SOOmm/min，搭接2mm。然后對(duì)葉片損傷部位 進(jìn)行激光熔覆。修復(fù)完成之后首先對(duì)葉片磨損部位進(jìn)行激光熔覆后，使用四軸數(shù)控磨床對(duì)磨損 部位進(jìn)行打磨加工，采用的是鉗加工工藝，先對(duì)葉片表面進(jìn)行粗加工，粗加工完成后進(jìn)行精 加工。確定葉片的形狀及其尺寸，進(jìn)行表面拋光。對(duì)葉片表面著色探傷檢測(cè)是否有氣孔、夾 渣、裂痕等缺陷。為確保轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡精度，要對(duì)動(dòng)葉片進(jìn)行稱重，要確保誤差小于等于25g。 動(dòng)靜葉片進(jìn)行熱處理去除焊接應(yīng)力，在420-450°C溫度范圍內(nèi)保溫3個(gè)小時(shí)，隨后對(duì)保溫爐 斷電自然冷卻至150°C以下出爐。校核激光熔覆后的葉片，對(duì)動(dòng)靜葉片進(jìn)行無(wú)損探傷即X射 線拍片檢驗(yàn)，再次檢驗(yàn)金屬內(nèi)部組織是否存在氣孔、雜質(zhì)、裂痕等影響機(jī)械性能的缺陷。對(duì) 動(dòng)靜葉片進(jìn)行回裝，對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例二在修復(fù)前首先要對(duì)煤氣透平膨脹機(jī)的動(dòng)靜葉片進(jìn)行拆卸。接著要去除葉片上的 灰塵、油污、銹蝕等。檢測(cè)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(cè)葉片母材的材質(zhì)，確定其硬度。根據(jù)所檢測(cè)的結(jié)果配置激光修復(fù) 所需要的金屬合金，根據(jù)葉片材質(zhì)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(fù)過(guò)程中首先調(diào)試激光器，調(diào)整激光器的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆的技術(shù)參 數(shù)為激光功率2200W，光斑直徑5mm，掃描速度SOOmm/min，搭接Imm ；。對(duì)葉片損傷部位進(jìn) 行激光熔覆。修復(fù)完成之后首先對(duì)葉片磨損部位進(jìn)行激光熔覆后，使用四軸數(shù)控磨床對(duì)磨損 部位進(jìn)行打磨加工，采用的是鉗加工工藝，先對(duì)葉片表面進(jìn)行粗加工，粗加工完成后進(jìn)行精 加工。確定葉片的形狀及其尺寸，進(jìn)行表面拋光。對(duì)葉片表面著色探傷檢測(cè)是否有氣孔、夾 渣、裂痕等缺陷。為確保轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡精度，要對(duì)動(dòng)葉片進(jìn)行稱重，要確保誤差小于等于25g。 動(dòng)靜葉片進(jìn)行熱處理去除焊接應(yīng)力，在420-450°C溫度范圍內(nèi)保溫3個(gè)小時(shí)，隨后對(duì)保溫爐 斷電自然冷卻至150°C以下出爐。校核激光熔覆后的葉片，對(duì)動(dòng)靜葉片進(jìn)行無(wú)損探傷即X射 線拍片檢驗(yàn)，再次檢驗(yàn)金屬內(nèi)部組織是否存在氣孔、雜質(zhì)、裂痕等影響機(jī)械性能的缺陷。對(duì) 動(dòng)靜葉片進(jìn)行回裝，對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種煤氣透平膨脹機(jī)葉片損傷后的激光修復(fù)方法，首先將待修復(fù)的動(dòng)靜葉片拆卸下 來(lái)，并對(duì)葉片進(jìn)行清理；再檢測(cè)動(dòng)靜葉片各部位的尺寸，確定葉片損傷部位及其尺寸，然后 對(duì)葉片損傷部位進(jìn)行激光修復(fù)，其特征在于，所述修復(fù)方法的步驟包括(1)修復(fù)前a.去除葉片損傷部位的疲勞層0.5-lmm;b.檢測(cè)葉片母材材質(zhì)的硬度及材質(zhì)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)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(fù)過(guò)程中a.調(diào)整激光器運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆技術(shù)參數(shù)，該激光熔覆的技術(shù)參數(shù)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(duì)葉片損傷部位進(jìn)行激光熔覆；(3)修復(fù)完成后a.激光熔覆完成后，對(duì)葉片損傷部位進(jìn)行打磨加工；b.確定葉片形狀和尺寸，進(jìn)行表面拋光；c.對(duì)葉片表面進(jìn)行著色探傷；d.對(duì)動(dòng)葉片進(jìn)行稱重，誤差為25g以內(nèi)；e.對(duì)動(dòng)靜葉片進(jìn)行去除焊接應(yīng)力的熱處理；f.對(duì)動(dòng)靜葉片進(jìn)行無(wú)損探傷；g.對(duì)動(dòng)靜葉片回裝，對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣透平膨脹機(jī)葉片損傷后的激光修復(fù)方法，其特征在于， 所述葉片表面著色探傷的方法是在葉片表面噴涂一層紅色滲透劑，10-15分鐘后再在葉 片表面噴涂一層白色顯像劑，觀察是否有氣孔或裂紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣透平膨脹機(jī)葉片損傷后的激光修復(fù)的方法，其特征在 于，所述對(duì)動(dòng)葉片進(jìn)行熱處理的方法是將葉片放在電爐里加熱到420°C _450°C，保溫3個(gè) 小時(shí)之后斷電，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(jī)葉片損傷后的激光修復(fù)方法，將動(dòng)靜葉片拆卸下來(lái)，進(jìn)行清理；檢測(cè)動(dòng)靜葉片各部位尺寸，確定葉片損傷部位及其尺寸，對(duì)葉片損傷部位進(jìn)行激光修復(fù)，去除葉片損傷部位的疲勞層0.5-1mm；檢測(cè)葉片母材材質(zhì)硬度及材質(zhì)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果配置金屬合金粉末；調(diào)整激光器運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)定激光熔覆技術(shù)參數(shù)；對(duì)損傷部位激光熔覆；對(duì)損傷部位打磨加工；確定葉片形狀和尺寸，表面拋光；對(duì)葉片表面著色探傷；對(duì)動(dòng)葉片稱重；對(duì)動(dòng)靜葉片熱處理；對(duì)動(dòng)靜葉片無(wú)損探傷；對(duì)動(dòng)靜葉片回裝，對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)工藝修復(fù)后機(jī)械性能達(dá)不到使用要求的問(wèn)題，延長(zhǎng)葉片的使用壽命，減少企業(yè)的再次資金投入，提高工作效率。
文檔編號(hào)C23C24/10GK102127762SQ201110004848
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者付宇明, 唐學(xué)鋒, 鄭麗娟, 韓宏升 申請(qǐng)人:唐山瑞兆激光技術(shù)機(jī)械修復(fù)有限公司