汽轮机叶片进气边的激光熔覆结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽轮机叶片的加工技术领域，尤其是涉及汽轮机叶片进气边激光熔覆领域，具体为汽轮机叶片进气边的激光熔覆结构。
【背景技术】
[0002]汽轮机末级叶片在运行环境蒸汽湿度较大，在高速旋转过程中叶顶受到气蚀失效，因而叶片抗水蚀能力直接影响到汽轮机叶片的使用寿命及机组的安全运行。传统的防水蚀强化方法是采用钎焊司太立合金片在汽轮机叶片进气边上，合金片厚度为0.8-1.5mm并且合金片厚度均匀，然而进气边位置对耐水蚀性要求并不一致，在厚度相同的情况下进气边转接处率先严重水蚀。
[0003]激光熔覆是目前较为先进的激光表面强化技术之一，熔覆金属与母材为冶金结合，强度高于传统钎焊。公开号为CN203649666U的中国实用新型专利公开了一种用于汽轮机叶片进气边激光熔覆的坡口结构，其在叶片纵向上熔覆坡口截面相同，其仅考虑到了进气边与背弧方向对耐水蚀要求的不同进行了厚度差异化设计，然而在叶片运转过程中，越靠近叶顶其线速度越大，受到的水蚀越严重，因此在纵向截面上叶顶熔覆层将会最先失效。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提供了一种汽轮机叶片进气边的激光熔覆结构，其能解决现有汽轮机叶片进汽边激光熔覆坡口结构由于纵向各截面相同而导致的叶片纵向截面上靠近叶顶的熔覆层易水蚀失效的问题，从而提高叶片出汽边激光熔覆层的抗水蚀能力，延长汽轮机叶片的使用寿命。
[0005]汽轮机叶片进气边的激光熔覆结构，其包括激光熔覆层，汽轮机叶片的进气边一侧开有由叶顶向叶根延伸的熔覆坡口，所述激光熔覆层熔覆于所述熔覆坡口内，其特征在于:所述激光熔覆层的纵向截面的宽度以及厚度由所述叶顶至叶根逐渐减少直至为零，所述激光熔覆层的长度L为200mm?900mm，所述激光熔覆层的纵向截面的宽度及厚度由所述熔覆坡口结构确定。
[0006]其进一步特征在于:
所述熔覆坡口的长度与所述激光熔覆层的长度L 一致，所述熔覆坡口由所述汽轮机叶片的进气边内弧面、坡口基准面、连接圆弧面、坡口圆弧面以及所述汽轮机叶片的进气边背弧面依次连接组成，其中所述坡口基准面与所述坡口圆弧面之间通过所述连接圆弧面平滑过渡连接；
所述激光熔覆层每一纵向截面的宽度d根据所述汽轮机叶片进气边的设计防水蚀要求确定，并且所述激光熔覆层每一纵向截面的宽度d=a+b，其中a为该纵向截面所述汽轮机叶片的设计进气边前缘到所述坡口基准面的距离，b为所述坡口基准面到该纵向截面的所述坡口圆弧面与所述进气边背弧面连接端之间的距离；
所述坡口基准面垂直于所述汽轮机叶片的设计进气边前缘与出气边后缘的边线； 所述汽轮机叶片的设计进气边前缘到所述坡口基准面的距离a为O?8mm，所述坡口基准面到所述坡口圆弧面与所述进气边背弧面之间的距离b为O?30mm，所述坡口基准面的厚度c为2_?7_ ；
所述坡口圆弧面的截面圆角半径为RA为40mm?60mm，所述连接圆弧面的截面圆角半径 RB 为 1.5mm ?4mm。
[0007]本发明汽轮机叶片进气边的激光熔覆结构的有益效果在于:其叶片进气边的激光熔覆层的纵向截面的宽度以及厚度由所述叶顶至叶根逐渐减少直至为零，因而叶片进气边的防水蚀能力由叶根部分向叶顶部分逐渐增加，因而能有效延长汽轮机叶片的使用寿命；而跟现有汽轮机叶片进气边等截面激光熔覆层结构形式相比较，本发明结构能够大大减少熔覆金属量，节约熔覆金属粉末，并节约生产能源及生产时间；另外，相对于现有的等截面激光熔覆层结构，本发明熔覆层结构可以减少热输入，有效减小叶片变形。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的汽轮机叶片进气边激光熔覆结构示意图；
图2为本发明汽轮机叶片进气边的激光熔覆结构某一截面的示意图。
【具体实施方式】
[0009]见图1，本发明汽轮机叶片进气边的激光熔覆结构，其包括激光熔覆层1，汽轮机叶片的进气边一侧开有由叶顶向叶根延伸的熔覆坡口 2，激光熔覆层I熔覆于熔覆坡口内，激光熔覆层I的纵向截面的宽度以及厚度由叶顶至叶根逐渐减少直至为零，激光熔覆层的长度L为200mm?900mm，激光熔覆层的纵向截面的宽度及厚度由所述熔覆坡口结构确定。
[0010]其中所述熔覆坡口的长度与所述激光熔覆层的长度L 一致，熔覆坡口由汽轮机叶片的进气边内弧面3、坡口基准面A、连接圆弧面4、坡口圆弧面5以及汽轮机叶片的进气边背弧面6依次连接组成，其中坡口基准面A与坡口圆弧面5之间通过连接圆弧面4平滑过渡连接；坡口基准面A垂直于汽轮机叶片的设计进气边前缘7与出气边后缘8的边线；
见图2，激光熔覆层I每一纵向截面的宽度d根据汽轮机叶片进气边的设计防水蚀要求确定，并且激光熔覆层I每一纵向截面的宽度d=a+b，其中a该纵向截面所述汽轮机叶片的设计进气边前缘到所述坡口基准面的距离，b为该截面上坡口基准面到该纵向截面的坡口圆弧面与进气边背弧面连接端之间的距离；
坡口结构中，任一截面汽轮机叶片的设计进气边前缘到所述坡口基准面的距离a为O?8mm，坡口基准面到所述坡口圆弧面与所述进气边背弧面之间的距离b为O?30mm，所述坡口基准面的厚度c为2mm?7mm ;所述坡口圆弧面的截面圆角半径RA为40mm?60mm，所述连接圆弧面的截面圆角RB半径为1.5mm?4mm。
[0011]本发明汽轮机叶片进气边的激光熔覆结构，激光熔覆层的熔覆搭接顺序为:首先在基准面A上以A面底边为基准线进行熔覆，然后旋转叶片，以50%左右的搭接率熔覆，每一道次较之前缩短，直至堆满整个坡口圆弧面5，第二层以此类推，并逐渐减少道次，之至熔覆高于最终叶片轮廓。
[0012]以下给出具体实施例以对本发明的汽轮机叶片进气边激光熔覆结构进行详细说明: 实施例一:
一种叶身长度为25英寸的汽轮机叶片，其激光熔覆区长度为200mm。其坡口形状是这样的:
叶顶位置截面形状为圆角RA为R40mm，圆角RB为Rl.5mm，所述长度a为6mm，长度b为13.4mm，长度 c 为 2_ ;
距离叶顶位置50mm处截面形状为圆角RA为R40mm，圆角RB为Rl.5mm，长度a为5.1mm，长度b为12.5_，长度c为2_ ;
距离叶顶位置10mm处截面形状为圆角RA为R40mm，圆角RB为Rl.5mm，长度a为4.2mm，长度b为11.2mm，长度c为2_ ;
距离叶顶位置150mm处截面形状为圆角RA为R40 mm，圆角RB为Rl.5 m