[发明专利]一种叶片液体喷丸控制方法

说明书

本发明的目的在于提供一种叶片液体喷丸控制方法，包括以下步骤：(1)确定喷丸饱和强度与喷丸参数，(2)确定弹丸射流压痕直径，(3)确定叶片外轮廓坐标，(4)确定叶身喷丸路径，(5)设置旋转速度，(6)确定叶片圆角处路径，(7)叶片液体喷丸。本发明降低了弹丸对零件表面划伤、镶嵌等损伤风险，叶片表面残余应力离散程度小。在钛合金叶片应用本发明所述的喷丸方法喷丸后残余压应力数据变异系数为0.06，而采用传统的喷丸方式喷丸后的残余压应力数据变异系数为0.10。本发明实施后使得喷丸后叶片不仅满足叶片表面质量要求，而且表面残余应力离散程度更小，更有利于提高叶片疲劳寿命，最终提高了整个燃机机组可靠性和耐久性。

技术领域

本发明涉及的是一种表面强化方法，具体地说是燃气轮机表面强化方法。

背景技术

叶片服役过程中，受到机构振动力、离心力的作用，并长期在高温、复杂的交变载荷环境中工作。叶片运行过程中的受力不均所产生的局部应力及振动等是零组件表面裂纹萌生和早期扩展的主要原因，从而导致叶片疲劳失效。喷丸强化可以有效的提高零组件的疲劳强度，从而提高整个机构的使用寿命。

在传统的干喷丸过程中，叶片喷丸编程控制方式时采用叶片不旋转或叶片随喷枪保持一定角度微动。由于弹丸动能较大，连续旋转式喷丸会造成叶片划伤或弹丸镶嵌，降低零件表面质量，从而无法进行旋转式喷丸。此外，传统方式的叶片喷丸后残余应力离散程度较大，不利于叶片疲劳寿命的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供不仅满足叶片表面质量要求，而且表面残余应力离散程度更小，更有利于提高叶片疲劳寿命的一种叶片液体喷丸控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种叶片液体喷丸控制方法，其特征是：

(1)确定喷丸饱和强度与喷丸参数：通过对喷丸试片进行喷丸处理，建立喷枪速度与喷丸强度的曲线，计算对应喷丸参数的饱和点与饱和点所对应的喷枪速度，选择小于饱和点所对应的喷枪速度V作为叶片喷丸过程中的喷枪速度，确定出此饱和强度下的喷丸参数；

(2)确定弹丸射流压痕直径：准备一个平整的试片，固定在工作转台保持相对静止，保持喷枪与试片垂直并对准试片中心，使用步骤(1)中确定的喷丸参数，对试片进行喷丸处理，喷丸后，测量该参数下弹丸射流所形成压痕的近似圆面积，估算压痕直径D；

(3)确定叶片外轮廓坐标：将叶片与工装组装后，再与设备工作转台进行组装，形成装配件，分别确认叶片叶背侧进排气边横坐标X₁、X₂与叶盆侧进排气边横坐标X₃、X₄，测量横坐标距离最大值S，计算比值S/D，X₁与X₄距离为最大距离S；

(4)确定叶身喷丸路径：横坐标距离最大值S在N等份后，确定进行第1段喷丸的横坐标X₅，与叶顶交点为纵坐标Y₁，与叶片圆角交点为纵坐标Y₂，在叶片(X₅、Y₁)处起喷，喷枪以速度V竖直运行到(X₅、Y₂)，以同样速度V再返回(X₅、Y₁)，喷枪沿纵坐标Y₁平移距离D后继续竖直往复运动，直至完成第N次往复运动；

(5)设置旋转速度：在叶片叶身喷丸过程中，保持叶片始终处于旋转状态，旋转速度为R；