CN1296173C - 一种从燃气涡轮发动机构件的冷却孔中除去涂层材料的方法 - Google Patents

一种从燃气涡轮发动机构件的冷却孔中除去涂层材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1296173C
CN1296173C CNB028245563A CN02824556A CN1296173C CN 1296173 C CN1296173 C CN 1296173C CN B028245563 A CNB028245563 A CN B028245563A CN 02824556 A CN02824556 A CN 02824556A CN 1296173 C CN1296173 C CN 1296173C
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling hole
cnc
physical location
numerical control
computer numerical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB028245563A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1602236A (zh
Inventor
G·埃默
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chromalloy Gas Turbine Corp
Original Assignee
Chromalloy Gas Turbine Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chromalloy Gas Turbine Corp filed Critical Chromalloy Gas Turbine Corp
Publication of CN1602236A publication Critical patent/CN1602236A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1296173C publication Critical patent/CN1296173C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005—Repairing methods or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • B23K26/0861—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane in at least in three axial directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B23K26/389—Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/06—Cooling passages of turbine components, e.g. unblocking or preventing blocking of cooling passages of turbine components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material
    • F05D2230/13—Manufacture by removing material using lasers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/90—Coating; Surface treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49318—Repairing or disassembling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

一种方法，其利用计算机数字控制器构件程序控制激光钻孔(3)除去堵塞燃气轮机的构件上的冷却孔(1)的涂层材料，该程序用一个构件的冷却孔的总体位置进行预编程，利用该计算机数字控制器构件程序使机器图像系统(7、6、8)和构件相互彼此移动到以预编程的总体位置为基础的一个涂层构件的一系列冷却孔(1)中的每一个冷却孔(1)的位置，并确定每一个冷却孔的实际位置，将这一系列冷却孔的实际位置存储在计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中，然后通过以存储在计算机数字控制器中的冷却孔的实际位置为基础的激光钻孔(3)除去该一系列冷却孔(1)的堵塞冷却孔(1)的涂层材料。

Description

一种从燃气涡轮发动机构件的冷却孔中除去涂层材料的方法
技术领域
本发明涉及一种利用激光钻孔技术将已被涂层材料部分或全部堵塞的冷却孔打开，从而制造或修复燃气轮机构件的方法。
背景技术
在发动机的热区域中运行的先进的燃气涡轮发动机构件会经历多个温度，这会促使构件运行寿命降低。一般的，这种构件包括涡轮叶片或翼、燃烧室、涡轮壳和在排气系统中的各种构件。为了提高构件寿命，这样的构件已经被设计成在构件的主体包括冷却通道，使一个表面或大约一个构件的表面排气。对于多余的热和/或环境阻力来说，通常在暴露到较高温度中的一面上包括一高温防护涂层，例如金属性或陶瓷类涂层。这种涂层的实例包括铝化物、铝化铂、MCrAlY(其中M是元素Fe、Co和Ni中的至少一种)、各种金属重叠镀覆型涂层和陶瓷热防护涂层，其中一种在本技术领域中称作隔热涂层(TBC)。典型的TBC涂层是以由氧化钇稳定的氧化锆为基础，例如用约8％重量的氧化钇稳定92％重量百分比的氧化锆。应用TBC涂层的方法包括等离子喷射和电子束物理气相沉积。通常，这种涂层与金属粘结涂层共用。
为了起到合适的作用，冷却孔必须构造成特殊的外形和半径，因为必须控制气流的分布以达到在发动机运行期间对构件的合适冷却的目的。因此冷却孔一定不能被堵塞，或者哪怕被部分地堵塞，从而提供充足的、一致的冷却气流分布穿过构件的内部和越过构件的外部。涂层的应用会导致穿过冷却孔的气流量显著下降，并会导致冷却孔的完全封闭。
因此，在应用涂层之后，冷却孔可能不得不开口到它们最初的规定的尺寸以提供对构件合适的冷却和/或恢复合适的气流量，并且孔必须在不会导致破坏元件本材料或区域内的涂层的情况下被打开，除非在此处需要除去涂层。一种打开孔的方法需要提供精确控制以再钻入一个已经存在的冷却孔，以及在关于降低处理时间和避免在钻孔中出错的经济基础上有效进行处理的工艺。
尽管用于一种构件的详细说明(例如设计图)能表明冷却孔的总体位置，但是在冷却孔设置(例如激光钻孔、EDM、ECM或类似的操作)时的制造期间会出现小的变化，当试图重新钻孔时这些微小变化变得严格。进一步的，对于待修复的构件，由于使用或修复操作的原因会导致冷却孔位置的变化。因此需要对激光钻孔以重新打开冷却孔进行精确控制。另外，在激光钻孔期间，产生大量的碎片，这些碎片会阻碍进一步钻孔，尤其当应用机器图像系统时，需要频繁的中止并清洗构件。
用激元(或受激准分子)激光器打开被堵塞的冷却孔的应用在美国专利5216808中有描述；但是需要一种利用ND/YAG型激光器能够有效操作的方法。
发明内容
本发明主要提供一种用激光钻孔从燃气轮机构件的被堵塞的冷却孔中除去涂层材料的方法，该方法利用一种计算机数字控制器构件程序，该程序以构件的冷却孔的总体位置进行预编程，以使机器图像系统和构件相对彼此移动到至该一系列冷却孔中的每一个冷却孔位置，确定每个冷却孔的实际位置，并将用于该一系列冷却孔的冷却孔的实际位置存储在计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中，然后通过以存储在计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中的冷却孔的实际位置为基础的激光钻孔除去该一系列冷却孔的堵塞冷却孔的涂层材料。这个方法可以方便的实施，从而在涂层的构件或已制备用于涂层的构件上确定冷却孔的实际位置。
本发明通过下列具体的技术方案来实现其发明目的的，本发明在此提供一种用激光钻孔以从燃气轮机构件的被堵塞的冷却孔中除去涂层材料的方法，所述方法包括为计算机数字控制器提供计算机数字控制器构件程序，所述计算机数字控制器控制激光器和运动系统，其中所述运动系统调节所述激光器相对于所述构件的相对位置、距离和角度，并且所述计算机数字控制器构件程序以所述构件的冷却孔的总体位置进行预编程；利用计算机数字控制器构件程序使机器图像系统和所述构件相对彼此移动到对于以预编程的所述总体位置为基础的涂层的构件的一系列冷却孔中的每一个冷却孔的位置，并确定每个所述冷却孔的实际位置，且将所述系列冷却孔的冷却孔的所述实际位置存储在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中；和然后通过以存储在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中的所述冷却孔的所述实际位置为基础的激光钻孔除去所述系列冷却孔的堵塞冷却孔的所述涂层材料。
在其他方面，如果所述机器图像系统没有定位到以所述冷却孔的预编程的总体位置为基础的所述冷却孔的所述实际位置，那么存储在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中用于激光钻孔的值是通过修正所调整的预编程的总体位置，所述修正用于与在先的冷却孔的预编程的总体位置进行比较的在先的冷却孔的实际位置。所述机器图像系统也为操作者提供了实时视频图像监视器，它使得所述操作者能视觉上核查由所述机器图像系统发现的所述冷却孔的所述实际位置，并修正由所述机器图像系统发现的任何错误的位置。所述方法还包括：在激光钻孔之前利用所述计算机数字控制器构件程序将所述机器图像系统移动到每个冷却孔位置，所述冷却孔位置以在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中存储的所述冷却孔的所述实际位置为基础，从而核对存储在所述存储器中的所述冷却孔的所述实际位置的精确度。所述涂层材料选自包括铝化物、铝化铂、MCrAlY、陶瓷隔热涂层以及它们的组合物的组的材料，其中M是Ni、Co和Fe中的至少一种。所述系列冷却孔包括10～600个冷却孔。所述系列冷却孔是构件的所有被堵塞的冷却孔，这些所述冷却孔需要用激光钻孔除去所述涂层材料。所述方法还包括在确定所述冷却孔的所述实际位置和激光钻孔之前，利用位置探测装置精确地确定所述构件的位置。所述位置探测装置是接触探测器。所述方法还包括在使用所述计算机数字控制器构件程序移动所述机器图像系统之前，准备将要用所述涂层材料涂覆的所述构件，且在确定每个所述冷却孔的实际位置，并将所述冷却孔的所述实际位置储存在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中之后以所述涂层材料涂覆所述构件，所述涂层材料堵塞了所述冷却孔。所述构件制备成用中间涂层材料涂覆。
附图说明
图1是一种根据本发明的方法打开堵塞了的冷却孔的装置的示意图；
具体实施方式
参考图1，一个示意图示出了用于从燃气涡轮发动机构件2的冷却孔1中除去涂层材料的装置。在燃气涡轮发动机构件的制造或修复过程中，构件可能被全部或部分地涂覆以涂层材料。合适的涂层材料包括铝化物、铝化铂(Pt3Al)、MCrAlY(其中M是Ni、Co和Fe中的至少一种)和一种陶瓷隔热涂层(TBC)，例如用氧化钇或类似物稳定的氧化锆。可以用等离子喷涂、物理气相沉积(PVD)或其它涂层方法进行涂覆。在涂层材料的涂覆过程中，冷却孔可能被完全或部分地堵塞。
本发明提供一种除去涂层材料的方法，该涂层材料在涂层的沉积过程中可能已经堵塞一部分或全部的冷却孔，本发明还包括一种激光器，该激光器将一脉冲激光光束对准冷却孔所在的位置，从而除去或清除阻塞物以恢复冷却孔的直径和/或建立一合适的气流，而不需要使构件变形或破坏构件或改变冷却孔的设计的几何形状或构形。
一种合适的工业型激光器是ND/YAG激光器，例如会聚极光P-50L。一般，ND/YAG型激光器利用一激光光束，该激光光束用脉冲输送，每脉冲具有大约为.3～10毫秒，优选大约为0.6毫秒的脉冲宽度，和大约1060纳米的波长。激光光束的能量可以是大约5～15焦耳/平方厘米，该能量取决于所要除去的涂层材料的类型。
激光设备3可以垂直或水平地安装，构件2可以安装在一个多轴工作台4上面，该工作台4由一个CNC5(计算机数字控制器)或类似的可编程的构件定位装置，例如一种工业机器人来控制，用于定位和移动构件1和激光设备3彼此的相对关系，从而使激光光束聚焦在任何部分地或全部被堵塞的冷却孔1上，用于除去阻塞物。根据本发明，该CNC5用程序数据或工具路径数据进行预编程，该数据包括用于这种构件的冷却孔位置和角度的详细说明。这可以从最初用于钻孔或形成冷却孔的设计数据得到，或从制造的构件测量得到。冷却孔可以由最初的钻孔或利用ND/YAG型激光器或类似的高能工业型激光器、放电加工(EDM)、电化学加工(ECM)或类似的加工形成。尽管CNC构件程序提供了冷却孔的总体位置，但当冷却孔被装配时在制造过程中会出现变化，或者在构件的使用或修复过程中可出现变化，需要一个比较准确的实际位置，从而在不破坏构件的情况下，将涂层的冷却孔有效地重新钻孔。
激光设备3同机器图像系统一起使用。该图像装置包括一个照相机7(例如一摄影机)、一个图像处理器6(例如一个带图像捕捉功能和一监视器的个人计算机)和一个视频监视器8。照相机7从构件2的一个图像产生一视频信号，并将该信号传送给图像处理器6。如图1所示，图像装置照相机7可以安装到激光器3上，从而通过激光器的透镜系统获得图像，或者它与激光器是分离的。
CNC控制激光器3和多轴工作台4，CNC构件程序根据预编程的总体位置用于移动机械图像照相机7和构件2彼此的相对位置。然后机器图像系统的图像处理器6会分析该图像，从而测定每个冷却孔1的实际位置，并将这个位置存储在CNC的存储器或数据存储设备(例如硬盘、光盘或网络等)中。在一个优选实施例中，存储在CNC的存储器或数据存储设备中的值是冷却孔的实际位置。冷却孔的实际位置的这种测定方法以及将该实际位置存储在CNC的存储器或数据存储设备中的操作继续用于一系列将要用激光器重新钻孔的冷却孔。一般，在激光器钻削这一系列孔之前，一个构件，例如一个叶片或翼的至少一整排孔直至所有的孔以这种方式测定。一般，在激光钻孔之前测定10～600个冷却孔。在激光器钻削这一系列冷却孔之前，一系列冷却孔的实际位置的这种单独测定提供了一种有效的方法，该方法避免了在激光钻孔中产生碎片，这些碎片妨碍冷却孔的实际位置的测定。
在机器图像系统没有定位以冷却孔的预编程的总体位置为基础的冷却孔的实际位置的地方，例如如果冷却孔被完全堵塞，那么存储在CNC的存储器或数据存储设备中用于激光钻孔的值是通过修正调整的预编程的总体位置。这个修正是以与在先冷却孔的预编程的总体位置相比较的在先冷却孔的实际位置为基础的。
监视器8允许人工操作员实时查看测定和激光钻孔工艺。操作员可以与图像处理器进行对话，并且可以修正(override)或更改位置值。因此操作员可以核查由图像装置测定的冷却孔的实际位置是否正确，并修正任何错误的位置。
这种系统还允许操作员在激光钻孔之前利用CNC将机器图像系统移动到该系列冷却孔的每一个冷却孔位置，其中这些冷却孔位置以存储在CNC的存储器或数据存储装置中的冷却孔的实际位置为基础，从而核查存储在存储器中的冷却孔的实际位置的精确度。
如图1所示的多轴工作台4有一个三轴(XYZ)定位台和一个旋转倾斜台(AB)，用于线性定位和角度定位，该工作台4还包括一个夹具9，在照相机7/激光器3和工作台4被移动到每一个冷却孔的适当位置，以确定冷却孔的实际位置，并通过响应由计算机数字控制器(CNC)5发出的信号产生的激光光束钻削冷却孔1的时候，该夹具9用于将构件2保持在适当位置。
将构件2安装在固定的夹具中，并利用合适的定位装置(例如工业机器人或类似设备)相对于构件2移动激光设备3和照相机7，或者构件2和激光设备3/照相机7可以彼此相对移动，这些也包括在本发明的范围内。
精确地定位构件2的夹具9的使用，允许构件为涂层作准备，然后测定构件的位置，从而确定并存储冷却孔的实际位置，然后从夹具中除去构件并对其涂覆，然后将构件重新精确定位在夹具中，用于激光器钻削堵塞冷却孔的涂层材料，这些冷却孔以存储在CNC的存储器或数据存储装置中的冷却孔的实际位置为基础。构件可以用包括清洗、喷砂、修补(例如焊接、钎接、混和)等在内的多个步骤中的一步或多步为涂覆作准备。这个准备步骤还可以包括用一种中间涂层材料涂覆构件。然后确定冷却孔的实际位置并将其存储在CNC的存储器或数据存储装置中用于一个具体的构件。涂层之后这些实际位置被从CNC存储器或数据存储装置中取回，以用于将这个具体构件重新钻削冷却孔。在确定冷却孔的实际位置并激光钻孔之前，精确地定位并确定已涂层的构件的方位可以利用夹具和位置传感系统来实施。例如，一种接触探测器(例如一种Renshaw接触探测器)可以在多个位置(一般为6个)接触该构件，并且CNC将调整构件的实际方位。

Claims (11)

1.一种用激光钻孔以从燃气轮机构件的被堵塞的冷却孔中除去涂层材料的方法，所述方法包括：
为计算机数字控制器提供计算机数字控制器构件程序，所述计算机数字控制器控制激光器和运动系统，其中所述运动系统调节所述激光器相对于所述构件的相对位置、距离和角度，并且所述计算机数字控制器构件程序以所述构件的冷却孔的总体位置进行预编程；
利用计算机数字控制器构件程序使机器图像系统和所述构件相对彼此移动到对于以预编程的所述总体位置为基础的涂层的构件的一系列冷却孔中的每一个冷却孔的位置，并确定每个所述冷却孔的实际位置，且将所述系列冷却孔的冷却孔的所述实际位置存储在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中；和
然后通过以存储在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中的所述冷却孔的所述实际位置为基础的激光钻孔除去所述系列冷却孔的堵塞冷却孔的所述涂层材料。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述机器图像系统没有定位到以所述冷却孔的预编程的总体位置为基础的所述冷却孔的所述实际位置，那么存储在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中用于激光钻孔的值是通过修正所调整的预编程的总体位置，所述修正用于与在先的冷却孔的预编程的总体位置进行比较的在先的冷却孔的实际位置。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述机器图像系统也为操作者提供了实时视频图像监视器，它使得所述操作者能视觉上核查由所述机器图像系统发现的所述冷却孔的所述实际位置，并修正由所述机器图像系统发现的任何错误的位置。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，其还包括：在激光钻孔之前利用所述计算机数字控制器构件程序将所述机器图像系统移动到每个冷却孔位置，所述冷却孔位置以在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中存储的所述冷却孔的所述实际位置为基础，从而核对存储在所述存储器中的所述冷却孔的所述实际位置的精确度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂层材料选自包括铝化物、铝化铂、MCrAlY、陶瓷隔热涂层以及它们的组合物的组的材料，其中M是Ni、Co和Fe中的至少一种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系列冷却孔包括10～600个冷却孔。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系列冷却孔是构件的所有被堵塞的冷却孔，这些所述冷却孔需要用激光钻孔除去所述涂层材料。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括在确定所述冷却孔的所述实际位置和激光钻孔之前，利用位置探测装置精确地确定所述构件的位置。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述位置探测装置是接触探测器。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括：在使用所述计算机数字控制器构件程序移动所述机器图像系统之前，准备将要用所述涂层材料涂覆的所述构件，且在确定每个所述冷却孔的实际位置，并将所述冷却孔的所述实际位置储存在所述计算机数字控制器的存储器或数据存储装置中之后以所述涂层材料涂覆所述构件，所述涂层材料堵塞了所述冷却孔。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述构件制备成用中间涂层材料涂覆。
CNB028245563A 2001-10-09 2002-04-10 一种从燃气涡轮发动机构件的冷却孔中除去涂层材料的方法 Expired - Fee Related CN1296173C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/973,642 US6380512B1 (en) 2001-10-09 2001-10-09 Method for removing coating material from a cooling hole of a gas turbine engine component
US09/973,642 2001-10-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1602236A CN1602236A (zh) 2005-03-30
CN1296173C true CN1296173C (zh) 2007-01-24

Family

ID=25521095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028245563A Expired - Fee Related CN1296173C (zh) 2001-10-09 2002-04-10 一种从燃气涡轮发动机构件的冷却孔中除去涂层材料的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6380512B1 (zh)
EP (1) EP1441874A4 (zh)
JP (1) JP2005524533A (zh)
CN (1) CN1296173C (zh)
CA (1) CA2462846C (zh)
WO (1) WO2003031107A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102481668A (zh) * 2009-08-20 2012-05-30 西门子公司 自动化维修方法和系统
CN102839992A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 通用电气公司 带有冷却通道的构件及制造方法

Families Citing this family (89)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3170627B2 (ja) * 1999-06-23 2001-05-28 信和興産株式会社 溶接方法および溶接装置
JP3855684B2 (ja) * 2001-06-05 2006-12-13 松下電器産業株式会社 レーザ加工装置およびレーザ加工方法
US6571472B2 (en) * 2001-08-14 2003-06-03 General Electric Company Restoration of thickness to load-bearing gas turbine engine components
US6663919B2 (en) * 2002-03-01 2003-12-16 General Electric Company Process of removing a coating deposit from a through-hole in a component and component processed thereby
US6701615B2 (en) * 2002-03-08 2004-03-09 General Electric Company Inspection and sorting system and method for part repair
WO2004013368A1 (ja) * 2002-08-02 2004-02-12 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 遮熱皮膜施工方法、マスキングピン及び燃焼器尾筒
US6847004B2 (en) 2003-01-10 2005-01-25 General Electric Company Process of removing a ceramic coating deposit in a surface hole of a component
US6723951B1 (en) 2003-06-04 2004-04-20 Siemens Westinghouse Power Corporation Method for reestablishing holes in a component
EP1510283B1 (en) * 2003-08-27 2007-10-17 ALSTOM Technology Ltd Automated adaptive machining of obstructed passages
US6977356B2 (en) * 2003-09-30 2005-12-20 United Technologies Corporation Stereovision guided laser drilling system
US7064825B2 (en) * 2003-11-25 2006-06-20 General Electric Company Methods and apparatus for evaluating rotary machinery
EP1582862A1 (de) * 2004-04-01 2005-10-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines betriebsbeanspruchten Bauteils
FR2876933B1 (fr) * 2004-10-25 2008-05-09 Snecma Moteurs Sa Buse pour tete de percage ou d'usinage par faisceau laser
JP4486472B2 (ja) * 2004-10-26 2010-06-23 東京エレクトロン株式会社 レーザー処理装置及びその方法
US20060213884A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Button International Co., Ltd. Multi-angular laser processing apparatus
US7220934B2 (en) * 2005-06-07 2007-05-22 United Technologies Corporation Method of producing cooling holes in highly contoured airfoils
US7333218B2 (en) * 2005-06-28 2008-02-19 United Technologies Corporation Systems and methods for determining the location and angular orientation of a hole with an obstructed opening residing on a surface of an article
US20060291716A1 (en) * 2005-06-28 2006-12-28 Janakiraman Vaidyanathan Thermal imaging and laser scanning systems and methods for determining the location and angular orientation of a hole with an obstructed opening residing on a surface of an article
US20070050090A1 (en) * 2005-09-01 2007-03-01 Yunquan Sun Calibration method for improving the accuracy of a robotic measuring system with joint configuration dependent performance
US7538296B2 (en) * 2005-09-06 2009-05-26 Pratt & Whitney Canada Corp. High speed laser drilling machine and method
DE102005042270B4 (de) * 2005-09-06 2015-11-19 MTU Aero Engines AG Verfahren zum Fertigen von Bohrungen und Fertigungsanordnung hierfür
EP1767743A1 (de) * 2005-09-26 2007-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines zu beschichtenden Gasturbinen-Bauteils mit freigelegten Öffnungen, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und beschichtbare Turbinenschaufel mit Filmkühlöffnungen
JP4841269B2 (ja) * 2006-02-28 2011-12-21 株式会社ニデック 眼鏡レンズ加工装置
EP1839801A1 (de) * 2006-03-30 2007-10-03 Siemens Aktiengesellschaft Reparaturverfahren zum Instandsetzen von Bauteilen
US7574035B2 (en) * 2006-04-07 2009-08-11 United Technologies Corporation System and method for inspection of hole location on turbine airfoils
EP1844892A1 (de) * 2006-04-13 2007-10-17 ALSTOM Technology Ltd Verfahren zur Laserentfernung von Beschichtenmaterialen in Kühlenlöchern eines Turbinenbauteiles
CA2614310C (en) * 2006-12-15 2014-05-06 Quickmill, Inc. Profile characterization
ATE512743T1 (de) * 2007-11-23 2011-07-15 Siemens Ag Vorrichtung und verfahren zur bearbeitung von löchern
GB2457676B (en) * 2008-02-21 2012-04-18 Rolls Royce Plc Performing a process on a workpiece
DE102008015913A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zum Schweißen mit einer Prozesskammer und ein Schweißverfahren
DE102008016026A1 (de) * 2008-03-28 2009-10-01 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen wenigstens einer Bohrung in zumindest einer ersten Oberfläche eines Bauteils
US8380338B2 (en) * 2008-04-29 2013-02-19 Huffman Corporation Method and apparatus for stripping holes in a metal substrate
JP2010017745A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd ５軸レーザ加工装置
JP2010017746A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd ５軸レーザ加工装置における防塵用カバー
WO2010033742A2 (en) * 2008-09-18 2010-03-25 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for the automated application of hardfacing material to rolling cutters of earth-boring bits
US9439277B2 (en) 2008-10-23 2016-09-06 Baker Hughes Incorporated Robotically applied hardfacing with pre-heat
US8948917B2 (en) 2008-10-29 2015-02-03 Baker Hughes Incorporated Systems and methods for robotic welding of drill bits
US8450637B2 (en) 2008-10-23 2013-05-28 Baker Hughes Incorporated Apparatus for automated application of hardfacing material to drill bits
EP2376676A2 (en) 2008-12-31 2011-10-19 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for automated application of hardfacing material to rolling cutters of hybrid-type earth boring drill bits, hybrid drill bits comprising such hardfaced steel-toothed cutting elements, and methods of use thereof
JP5303329B2 (ja) * 2009-03-26 2013-10-02 本田技研工業株式会社 組立クランクシャフトの製造装置および製造方法
US8319146B2 (en) * 2009-05-05 2012-11-27 General Electric Company Method and apparatus for laser cutting a trench
US20110164981A1 (en) * 2010-01-04 2011-07-07 General Electric Company Patterned turbomachine component and method of forming a pattern on a turbomachine component
US8857055B2 (en) * 2010-01-29 2014-10-14 General Electric Company Process and system for forming shaped air holes
EP2386823A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Oberflächenanalyse zur Detektierung verschlossener Löcher und Verfahren zur Wiedereröffnung
FR2960460B1 (fr) * 2010-05-31 2013-04-12 Snecma Systeme et procede de percage d'une piece destinee a equiper un turboreacteur.
EP2428795A1 (en) 2010-09-14 2012-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for automatic inspection of through-holes of a component
EP2428765A1 (de) * 2010-09-14 2012-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Turbinenschaufeln
CN102442028A (zh) * 2010-10-13 2012-05-09 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 金属与树脂的复合体的制造方法
US10349772B1 (en) 2010-10-28 2019-07-16 Voice Systems Technology, Inc. Espresso filter including hole uniformity enhancement region
JP5761964B2 (ja) * 2010-11-15 2015-08-12 三菱重工業株式会社 遮熱コーティング施工装置
US8739404B2 (en) * 2010-11-23 2014-06-03 General Electric Company Turbine components with cooling features and methods of manufacturing the same
JP5627434B2 (ja) * 2010-12-10 2014-11-19 三菱重工業株式会社 コーティング部材の孔位置特定装置
US9089933B2 (en) 2010-12-20 2015-07-28 Pratt & Whitney Canada Corp. Method for making and repairing effusion cooling holes in cumbustor liner
US20120167389A1 (en) * 2011-01-04 2012-07-05 General Electric Company Method for providing a film cooled article
CN102248306A (zh) * 2011-04-02 2011-11-23 周明 一种激光钻孔高温合金材料燃气轮机叶片的装备和工艺方法
FR2974746B1 (fr) * 2011-05-02 2014-07-18 Snecma Procede de nettoyage et de decapage d'une aube de turbomoteur au moyen d'un laser impulsionnel
US8786848B2 (en) * 2011-05-05 2014-07-22 Siemens Energy, Inc. Inspection system for a combustor of a turbine engine
US9327384B2 (en) * 2011-06-24 2016-05-03 General Electric Company Components with cooling channels and methods of manufacture
US9303517B2 (en) * 2012-06-15 2016-04-05 General Electric Company Channel marker and related methods
US11143030B2 (en) * 2012-12-21 2021-10-12 Raytheon Technologies Corporation Coating process for gas turbine engine component with cooling holes
EP2943312B1 (en) * 2013-01-08 2018-01-03 United Technologies Corporation Remote feature measurement
WO2014151479A2 (en) * 2013-03-22 2014-09-25 Videojet Technologies Inc. Method of removing a coating of a substrate
US20160252420A1 (en) 2013-10-18 2016-09-01 United Technologies Corporation Method and assembly for inspecting engine component
US9348001B2 (en) 2013-10-21 2016-05-24 General Electric Company Method and system for detecting surface features on turbine components
JP6032182B2 (ja) * 2013-11-18 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 レーザー加工方法及びレーザー加工装置
US9707645B2 (en) * 2014-01-09 2017-07-18 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for locating and drilling closed holes of a turbine component
US10471552B2 (en) 2014-01-16 2019-11-12 United Technologies Corporation Systems and methods for thermal location of cooling holes
US9962792B2 (en) * 2015-02-20 2018-05-08 General Electric Company Component repair using confined laser drilling
FR3039450B1 (fr) * 2015-07-29 2017-08-11 Airbus Operations Sas Systeme de support-outil
CN105643109B (zh) * 2016-03-30 2019-08-23 珠海智卓投资管理有限公司 一种五轴立体自动激光雕刻设备及方法
KR101653524B1 (ko) * 2016-07-01 2016-09-01 이석준 레이저 3차원 가공 시스템
US10500678B2 (en) * 2016-10-06 2019-12-10 Xiamen University Method for producing drilled cooling holes in a gas turbine engine component
CN106346146B (zh) * 2016-11-04 2018-01-19 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种去除金属表面陶瓷涂层的高能短脉冲激光加工方法
CN106363300B (zh) * 2016-11-09 2019-03-26 重庆凯沃德光电自动化设备有限公司 激光除锈设备的控制方法
CN106392342A (zh) * 2016-12-05 2017-02-15 清华大学 一种燃气轮机叶片的激光钻孔装置及方法
US10829845B2 (en) * 2017-01-06 2020-11-10 General Electric Company Selective thermal coating of cooling holes with air flow
DE102017121526A1 (de) * 2017-09-15 2019-03-21 Rollomatic S.A. Vorrichtung zur Ausrichtung und Positionierung eines Werkstücks relativ zu einem Laserstrahl einer Laserbearbeitungsmaschine
SG10201708210PA (en) * 2017-10-05 2019-05-30 United Technologies Corp Multi-step clearance of coating
US11407067B2 (en) * 2018-06-29 2022-08-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Method for repairing a part
DE102018211288A1 (de) * 2018-07-09 2020-01-09 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenanalyse von Bauteilen mit Kühlfluidöffnungen
RU2768908C1 (ru) * 2018-09-20 2022-03-25 Сименс Энерджи, Инк. Способ очистки компонента, имеющего теплозащитное покрытие
US11000925B2 (en) * 2018-09-21 2021-05-11 Raytheon Technologies Corporation Method of forming cooling holes
US11633832B2 (en) * 2018-11-30 2023-04-25 The Boeing Company Systems and methods for sanding a surface of a structure
US11413703B2 (en) 2019-05-22 2022-08-16 General Electric Company Method of forming cooling holes
US11840032B2 (en) * 2020-07-06 2023-12-12 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of repairing a combustor liner of a gas turbine engine
CN112192020B (zh) * 2020-09-28 2022-09-09 哈尔滨理工大学 一种加工球头铣刀跨尺度微特征的夹具
GB202107236D0 (en) * 2021-05-20 2021-07-07 Rolls Royce Plc Debris removal
CN114151148B (zh) * 2021-12-08 2024-02-23 上海电气集团股份有限公司 叶栅气膜冷却试验的测量修正方法、装置、设备及介质
CN115074726B (zh) * 2022-06-29 2023-10-17 中国航发动力股份有限公司 一种涡轮工作叶片异型气膜孔激光修复方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5216808A (en) * 1990-11-13 1993-06-08 General Electric Company Method for making or repairing a gas turbine engine component
US5418345A (en) * 1994-02-28 1995-05-23 United Technologies Corporation Method for forming shaped passages
US5751585A (en) * 1995-03-20 1998-05-12 Electro Scientific Industries, Inc. High speed, high accuracy multi-stage tool positioning system
US5893987A (en) * 1993-07-05 1999-04-13 Fanuc Ltd. Laser output control system
US6269540B1 (en) * 1998-10-05 2001-08-07 National Research Council Of Canada Process for manufacturing or repairing turbine engine or compressor components

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4555610A (en) 1983-09-13 1985-11-26 Data Card Corporation Laser machining system
US4995087A (en) 1989-05-15 1991-02-19 General Electric Company Machine vision system
US4998005A (en) 1989-05-15 1991-03-05 General Electric Company Machine vision system
US5125035A (en) * 1989-12-18 1992-06-23 Chromalloy Gas Turbine Corporation Five axis generated hole inspection system
US5111406A (en) 1990-01-05 1992-05-05 Nicolet Instrument Corporation Method for determining drill target locations in a multilayer board panel
WO1994008443A1 (en) 1992-09-29 1994-04-14 Berg N Edward Method and apparatus for fabricating printed circuit boards
US5554837A (en) 1993-09-03 1996-09-10 Chromalloy Gas Turbine Corporation Interactive laser welding at elevated temperatures of superalloy articles
US5572102A (en) 1995-02-28 1996-11-05 Budd Canada Inc. Method and apparatus for vision control of welding robots
IN187185B (zh) 1995-04-25 2002-02-23 Siemens Ag
CN100521882C (zh) 1997-12-11 2009-07-29 伊比登株式会社 多层印刷电路板的制造方法
WO2000053365A1 (fr) 1999-03-05 2000-09-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Appareil d'usinage au laser
US6273788B1 (en) * 1999-07-23 2001-08-14 General Electric Company Sustained surface scrubbing
US6173491B1 (en) * 1999-08-12 2001-01-16 Chromalloy Gas Turbine Corporation Method for replacing a turbine vane airfoil
US6154959A (en) * 1999-08-16 2000-12-05 Chromalloy Gas Turbine Corporation Laser cladding a turbine engine vane platform
US6243948B1 (en) * 1999-11-18 2001-06-12 General Electric Company Modification and repair of film cooling holes in gas turbine engine components

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5216808A (en) * 1990-11-13 1993-06-08 General Electric Company Method for making or repairing a gas turbine engine component
US5893987A (en) * 1993-07-05 1999-04-13 Fanuc Ltd. Laser output control system
US5418345A (en) * 1994-02-28 1995-05-23 United Technologies Corporation Method for forming shaped passages
US5751585A (en) * 1995-03-20 1998-05-12 Electro Scientific Industries, Inc. High speed, high accuracy multi-stage tool positioning system
US6269540B1 (en) * 1998-10-05 2001-08-07 National Research Council Of Canada Process for manufacturing or repairing turbine engine or compressor components

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102481668A (zh) * 2009-08-20 2012-05-30 西门子公司 自动化维修方法和系统
CN102481668B (zh) * 2009-08-20 2015-04-01 西门子公司 自动化维修方法和系统
CN102839992A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 通用电气公司 带有冷却通道的构件及制造方法
CN102839992B (zh) * 2011-06-24 2016-03-16 通用电气公司 带有冷却通道的构件及制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005524533A (ja) 2005-08-18
US6380512B1 (en) 2002-04-30
WO2003031107A1 (en) 2003-04-17
CA2462846A1 (en) 2003-04-17
EP1441874A1 (en) 2004-08-04
EP1441874A4 (en) 2008-02-13
CN1602236A (zh) 2005-03-30
CA2462846C (en) 2010-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1296173C (zh) 一种从燃气涡轮发动机构件的冷却孔中除去涂层材料的方法
EP1510283B1 (en) Automated adaptive machining of obstructed passages
EP1844893B1 (de) Verfahren zur Laserentfernung von Beschichtmaterialen in Kühllöchern eines Turbinenbauteiles
EP2602433B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines zu beschichtenden Gasturbinen-Bauteils mit freigelegten Öffnungen
US6847004B2 (en) Process of removing a ceramic coating deposit in a surface hole of a component
US6292584B1 (en) Image processing for laser peening
US5216808A (en) Method for making or repairing a gas turbine engine component
JP2007009908A (ja) １つまたは複数の孔の位置および角度方向の特定方法および特定装置
US20090213216A1 (en) Performing a process on a workpiece
EP2674225B1 (en) Spray plume position feeback for robotic motion to optimize coating quality, efficiency, and repeatability
JP2007010654A (ja) 孔のパターンの位置および角度方向の特定方法および特定装置
EP1832376A2 (en) System and method for monotoring drilling process parameters and controlling drilling operation
DE102015220525B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung eines Bauteils
EP2100689A1 (de) Vorrichtung zur Strahlsteuerung und ein Verfahren zur Strahlsteuerung
EP1534457A1 (en) Method of producing a composite component
JP2012102388A (ja) 遮熱コーティング施工装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070124

Termination date: 20120410