[发明专利]一种重型燃机轮毂榫齿的激光修复方法

摘要

本发明公开一种重型燃机轮毂榫齿的激光修复方法，包括以下步骤：1.损伤情况检测；2.确定维修内容；3.制定工艺方案；4.进行损伤部位预处理，榫槽损伤面测量，确定维修工艺次序；5.进行非激光熔覆面的保护；6）进行激光熔覆加工；7）修后检验。本发明通过优化设计激光熔覆的工艺参数以及各元素成分在粉末材料中的配比，在重型燃机轮毂榫齿榫槽内熔覆一层无裂纹、无杂质、组织致密的耐磨合金粉末，大幅度提高了重型燃机的使用寿命。

主权项

1.一种重型燃机轮毂榫齿的激光修复方法，其特征在于，包括以下步骤： （1）损伤情况检测 燃气轮机长期低速盘车造成透平转子第二、第三级轮毂与动叶片叶跟榫槽的配合面磨损严重，造成配合间隙超过许用标准，轮毂榫槽的磨损一般为非均匀磨损，损伤量呈倾斜状态，榫槽的进气侧磨损量测量，出口侧磨损量测量，其中第一、第二、第三级齿分别测量；（2）维修内容 需对透平转子第二、第三级动叶轮毂榫槽的非接触面进行修复，其中对第一、第二齿面按标准维修，修后恢复原设计状态，第三齿面根据激光入射情况调准；（3）制定工艺方案 利用激光熔覆可控性能好的特点，应用数控技术对待修复面进行精确控制的分层熔覆，对每个待修面分三层进行熔覆，熔覆厚度根据每一级齿的损伤量不同而略有不同；（4）主要工艺流程 1）损伤部位预处理 清理、除锈，着色探伤检验，确认无裂纹缺陷后，方可进行激光熔覆； 2）榫槽损伤面测量 制作标准量棒，测量榫槽各级的间距，计算出榫齿的磨损量，根据磨损量确定最终维修方案； 3）维修工艺次序 根据测量数据，先对其中一侧三个齿面进行激光熔覆； 对激光熔覆齿面进行钳修，以达到测量标准； 以未熔覆面为基准测量齿面间隙，要求恢复原设计值的50%； 对另一侧三齿面进行激光熔覆； 进行钳修，以达到测量标准； 以已测量的损伤面为基准测量齿面间隙，要求恢复原设计值； 4）非激光熔覆面的保护 选择合适的材料制作榫槽保护样板，保证作业过程中不伤及非工作面； 5）激光熔覆加工 激光熔覆粉末合金元素的质量百分数是： C：0.15%，Cr：23%，W：9.2%，Mo：10.7%，Ti：5.2%， Al：4.3%，V：2.9%，余量为Ni； 其熔覆工艺参数是： 功率：3000~4000W，光斑直径：3~4mm， 扫描速度：400~500mm/min，搭接率：50% ； 6）复形 熔覆完第一层和第二层后，用机械方法将熔覆层表面磨光，去除氧化物、露出金属光泽，检测标准为旧叶片能够正常通过； 熔覆完第三层后，用旧叶片为检具，对熔覆层表面进行修磨，修磨后的熔覆层表面平面度控制在0.05mm以内； 修磨时要注意防护，防止碰伤榫槽其他部位； 7）修后检验 ① 利用专用检测工具检测并记录榫槽修后尺寸； ② 无损探伤检验；所述重型燃机轮毂榫齿的厚度为3‑6mm，采用激光再制造手段将变形量控制在0.02mm 以内。