专利名称：煤气透平膨胀机叶片损伤后的激光修复方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工领域的叶片的修复方法，特别是一种煤气透平膨胀机叶 片损伤后的激光修复方法。
背景技术：
在激光修复技术出现之前，煤气透平膨胀机中的叶片如果出现缺角或是卷边等失 效形式，一般会采用传统电焊进行修复。这种修复技术存在的问题是修复之后的部位往往 较修复之前原件的使用性能要相对减弱，如果修复效果不理想，企业一般会直接更换新的 叶片，随着工业的发展，自然资源缺失严重，从环保和经济角度要求更换新叶片显然是不利 于的，不适合可持续发展的要求，这不仅造成资金的再次巨大投入，而且严重影响工作效 率。
发明内容
本发明是针对传统叶片修复方法所存在的缺陷，提供一种既经济、又行之有效的 煤气透平膨胀机叶片损伤后的激光修复方法。实现上述发明目的采用以下技术方案一种煤气透平膨胀机叶片损伤后的激光修 复方法，首先将待修复的动静叶片拆卸下来，并对叶片进行清理；再检测动静叶片各部位的 尺寸，确定叶片损伤部位及其尺寸，然后对叶片损伤部位进行激光修复，所述修复方法的步 骤包括(1)修复前a.去除叶片损伤部位的疲劳层0. 5-lmm ；b.检测叶片母材材质的硬度及材质，根据检测结果配置金属合金粉末，所述金属 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)修复过程中a.调整激光器运转数据，设定激光熔覆技术参数，该激光熔覆的技术参数为激 光功率为1800-2500W，光斑直径5mm，扫描速度800mm/min，搭接l_2mm ；b.对叶片损伤部位进行激光熔覆；(3)修复完成后a.激光熔覆完成后，对叶片损伤部位进行打磨加工；b.确定叶片形状和尺寸，进行表面抛光；c.对叶片表面进行着色探伤；d.对动叶片进行称重，误差为25g以内；e.对动静叶片进行去除焊接应力的热处理；f.对动静叶片进行无损探伤；g.对动静叶片回装，对转子做动平衡。本发明用激光修复煤气透平膨胀机叶片的损伤，既经济又有效的解决了用传统工艺修复后机械性能达不到使用要求的问题，延长叶片的使用寿命，减少企业的再次资金投 入，提高工作效率。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。对叶片进行激光修复的过程是首先将待修复的动静叶片拆卸下来，并对叶片进 行清理，去除叶片上的灰尘、油污、锈蚀等杂质；再检测动静叶片各部位的尺寸，确定叶片损 伤部位及其尺寸，然后对叶片损伤部位进行激光修复，本发明所公开的修复方法的步骤都 包括1、在修复前去除叶片损伤部位的疲劳层0. 5-lmm,如果损伤程度大，去除的疲劳层较厚，反之， 去除疲劳层较薄；检测动静叶片母材材质的硬度及材质，根据检测结果配置金属合金粉末。这里的 金属合金粉末，其成分包含45% -50%的佝、40% -45%的Ni、10% _15%的&、1. 5% -2% 的Mn，其余为微量的铁，根据材质和硬度的不同，其成分的含量也不同。2、在修复过程中首先调整激光器的运转数据，设定激光熔覆技术参数，这里进行激光熔覆工艺的 技术参数为激光功率为1800-2500W，光斑直径5mm，扫描速度800mm/min，搭接l_2mm。然后对叶片的损伤部位进行激光熔覆。3、修复完成之后首先，对叶片的磨损部位进行激光熔覆完成后，对叶片损伤部位进行打磨加工，这 里的打磨加工是先进行表面粗加工，再进行精加工；打磨加工所使用的设备是四轴数控磨 床。然后确定叶片的形状和尺寸，进行表面抛光，对叶片进行表面抛光所使用的设备 是带式抛光机。对叶片表面进行着色探伤，检测叶片表面是否有气孔、夹渣、裂痕等缺陷，所采用 的叶片表面着色探伤的方法是在叶片表面喷涂一层红色渗透剂，10-15分钟后再在叶片 表面喷涂一层白色显像剂，观察是否有气孔或裂纹。为确保转子动平衡的精度，对动叶片进行称重，各叶片之间的重量误差为25g以 内。对动静叶片进行去除焊接应力的热处理，热处理的方法是将叶片放在电炉里加 热到420°C -450°C，保温3个小时之后断电，让其自然冷却到150°C以下出炉。对动静叶片进行无损探伤，即用X射线拍片检验，再次检验金属内部组织是否存 在气孔、杂质、裂痕等影响机械性能的缺陷。对动静叶片回装，对转子做动平衡。实施例一在修复前首先要对煤气透平膨胀机的动静叶片进行拆卸。接着要去除叶片上的 灰尘、油污、锈蚀等。检测叶片各部位的尺寸，确定叶片的损伤部位及其尺寸。去除叶片损 伤部位的疲劳层0. 5mm。检测叶片母材的材质，确定其硬度，根据所检测的结果配置激光修
4复所需要的金属合金粉，根据叶片材质和硬度，确定粉末的成分以及各成分的含量为47% 的 Fe、40%的 Ni、11%的 CrU. 8%的 Mn。在修复过程中首先调试激光器，调整激光器的运转数据，设定激光熔覆的技术参 数为激光功率1900W，光斑直径5mm，扫描速度SOOmm/min，搭接2mm。然后对叶片损伤部位 进行激光熔覆。修复完成之后首先对叶片磨损部位进行激光熔覆后，使用四轴数控磨床对磨损 部位进行打磨加工，采用的是钳加工工艺，先对叶片表面进行粗加工，粗加工完成后进行精 加工。确定叶片的形状及其尺寸，进行表面抛光。对叶片表面着色探伤检测是否有气孔、夹 渣、裂痕等缺陷。为确保转子动平衡精度，要对动叶片进行称重，要确保误差小于等于25g。 动静叶片进行热处理去除焊接应力，在420-450°C温度范围内保温3个小时，随后对保温炉 断电自然冷却至150°C以下出炉。校核激光熔覆后的叶片，对动静叶片进行无损探伤即X射 线拍片检验，再次检验金属内部组织是否存在气孔、杂质、裂痕等影响机械性能的缺陷。对 动静叶片进行回装，对转子做动平衡实验。实施例二在修复前首先要对煤气透平膨胀机的动静叶片进行拆卸。接着要去除叶片上的 灰尘、油污、锈蚀等。检测叶片各部位的尺寸，确定叶片的损伤部位及其尺寸。去除叶片损 伤部位的疲劳层1mm。检测叶片母材的材质，确定其硬度。根据所检测的结果配置激光修复 所需要的金属合金，根据叶片材质和硬度，确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。在修复过程中首先调试激光器，调整激光器的运转数据，设定激光熔覆的技术参 数为激光功率2200W，光斑直径5mm，扫描速度SOOmm/min，搭接Imm ；。对叶片损伤部位进 行激光熔覆。修复完成之后首先对叶片磨损部位进行激光熔覆后，使用四轴数控磨床对磨损 部位进行打磨加工，采用的是钳加工工艺，先对叶片表面进行粗加工，粗加工完成后进行精 加工。确定叶片的形状及其尺寸，进行表面抛光。对叶片表面着色探伤检测是否有气孔、夹 渣、裂痕等缺陷。为确保转子动平衡精度，要对动叶片进行称重，要确保误差小于等于25g。 动静叶片进行热处理去除焊接应力，在420-450°C温度范围内保温3个小时，随后对保温炉 断电自然冷却至150°C以下出炉。校核激光熔覆后的叶片，对动静叶片进行无损探伤即X射 线拍片检验，再次检验金属内部组织是否存在气孔、杂质、裂痕等影响机械性能的缺陷。对 动静叶片进行回装，对转子做动平衡实验。
权利要求
1.一种煤气透平膨胀机叶片损伤后的激光修复方法，首先将待修复的动静叶片拆卸下 来，并对叶片进行清理；再检测动静叶片各部位的尺寸，确定叶片损伤部位及其尺寸，然后 对叶片损伤部位进行激光修复，其特征在于，所述修复方法的步骤包括(1)修复前a.去除叶片损伤部位的疲劳层0.5-lmm;b.检测叶片母材材质的硬度及材质，根据检测结果配置金属合金粉末，所述金属合金 粉末的成分包含 45% -50%&Fe、40% -45%的 Ni、10% -15%的 Cr、1.5% -2%的 Mn ；(2)修复过程中a.调整激光器运转数据，设定激光熔覆技术参数，该激光熔覆的技术参数为激光功 率为1800-2500W，光斑直径5mm，扫描速度800mm/min，搭接l_2mm ；b.对叶片损伤部位进行激光熔覆；(3)修复完成后a.激光熔覆完成后，对叶片损伤部位进行打磨加工；b.确定叶片形状和尺寸，进行表面抛光；c.对叶片表面进行着色探伤；d.对动叶片进行称重，误差为25g以内；e.对动静叶片进行去除焊接应力的热处理；f.对动静叶片进行无损探伤；g.对动静叶片回装，对转子做动平衡。
2.根据权利要求1所述的煤气透平膨胀机叶片损伤后的激光修复方法，其特征在于， 所述叶片表面着色探伤的方法是在叶片表面喷涂一层红色渗透剂，10-15分钟后再在叶 片表面喷涂一层白色显像剂，观察是否有气孔或裂纹。
3.根据权利要求1所述的煤气透平膨胀机叶片损伤后的激光修复的方法，其特征在 于，所述对动叶片进行热处理的方法是将叶片放在电炉里加热到420°C _450°C，保温3个 小时之后断电，让其自然冷却到150°C以下出炉。
全文摘要
一种煤气透平膨胀机叶片损伤后的激光修复方法，将动静叶片拆卸下来，进行清理；检测动静叶片各部位尺寸，确定叶片损伤部位及其尺寸，对叶片损伤部位进行激光修复，去除叶片损伤部位的疲劳层0.5-1mm；检测叶片母材材质硬度及材质，根据检测结果配置金属合金粉末；调整激光器运转数据，设定激光熔覆技术参数；对损伤部位激光熔覆；对损伤部位打磨加工；确定叶片形状和尺寸，表面抛光；对叶片表面着色探伤；对动叶片称重；对动静叶片热处理；对动静叶片无损探伤；对动静叶片回装，对转子做动平衡。本发明解决了传统工艺修复后机械性能达不到使用要求的问题，延长叶片的使用寿命，减少企业的再次资金投入，提高工作效率。
文档编号C23C24/10GK102127762SQ201110004848
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者付宇明, 唐学锋, 郑丽娟, 韩宏升 申请人:唐山瑞兆激光技术机械修复有限公司