RU2639197C2 - Способ общей наплавки металлической детали для турбореактивных двигателей летательных аппаратов и общее защитное оборудование для осуществления способа - Google Patents

Способ общей наплавки металлической детали для турбореактивных двигателей летательных аппаратов и общее защитное оборудование для осуществления способа Download PDF

Info

Publication number
RU2639197C2
RU2639197C2 RU2014152979A RU2014152979A RU2639197C2 RU 2639197 C2 RU2639197 C2 RU 2639197C2 RU 2014152979 A RU2014152979 A RU 2014152979A RU 2014152979 A RU2014152979 A RU 2014152979A RU 2639197 C2 RU2639197 C2 RU 2639197C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal part
surfacing
nozzle
cover
metal
Prior art date
Application number
RU2014152979A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014152979A (ru
Inventor
Жан-Батист МОТТЕН
Original Assignee
Снекма
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 Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2014152979A publication Critical patent/RU2014152979A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2639197C2 publication Critical patent/RU2639197C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • 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
    • 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
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • 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
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • 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
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • 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
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • 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
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • 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
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • B23P6/007—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only additive methods, e.g. build-up welding
    • 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
    • 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
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/14—Titanium or alloys thereof
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B23K2103/26—Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium
    • 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
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • 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
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/144—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing particles, e.g. powder
    • 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
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • 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
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • 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
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • 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
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/234—Laser welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и оборудованию для наплавки металлической детали (202) турбореактивного двигателя летательного аппарата, содержащей множество подлежащих наплавке металлических частей (203, 204). Для наплавки используют форсунку (211), излучающую лазерный пучок. Способ включает следующие этапы: размещение подлежащей наплавке металлической детали (202) на поворотной плите (201); размещение крышки (205) на поворотной плите (201), позиционирование форсунки (211) на уровне отверстия (206), имеющегося в крышке (205); введение инертного газа под крышку (205); наплавку первой части (203) из множества металлических частей металлической детали (202). Осуществляют лазерную наплавку металлического порошка на упомянутую первую металлическую часть (203) с перемещением форсунки (211) относительно упомянутой первой металлической детали (203). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение касается способа общей наплавки металлической детали для турбореактивных двигателей летательных аппаратов. Оно касается также специфического оборудования, обеспечивающего общую защиту подлежащих наплавке металлических деталей по способу в соответствии с изобретением.
В общем, изобретение относится к технической области двигателей летательных аппаратов и, в частности, к области ремонта способом наплавки определенных металлических деталей двигателей летательного аппарата.
Без ограничения, рассматриваемой металлической деталью является предпочтительно, например, лопасть моноблочного лопаточного диска либо также любая деталь, имеющая заднюю кромку и/или переднюю кромку, например, лопатки турбины низкого давления. Практически изобретение касается любой металлической детали турбореактивного двигателя летательного аппарата, имеющей часть, в частности конец, требующий операции наплавки, то есть ремонта путем восстановления соответствующей формы рассматриваемой детали, способом типа ремонта TIP. Способы типа ремонта TIP используют способ направленного лазерного излучения (или направленного пучка электронов) для селективного плавления порошка (способ, известный, в частности, под названиями «laser cladding» («лазерное плакирование») или «laser metal deposition» («лазерное нанесение металла») на англ. яз.), который позволяет путем селективного прохода лазера по слою порошка восстановить рассматриваемую деталь.
Металлическими деталями, которые предпочтительно затрагивает изобретение, являются детали, имеющие риск окисления в процессе операции наплавки; ими являются металлические детали, содержащие титан, а также никель, алюминий, либо еще кобальт. Для этих деталей действительно необходимо исключить любое окисление упомянутой детали для того, чтобы помешать ухудшению механических характеристик рассматриваемой детали.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В известном уровне техники предложено несколько решений для осуществления таких операций лазерной наплавки для ремонта определенных металлических деталей с исключением явления окисления рассматриваемой детали. В частности, предложенное решение проиллюстрировано фиг. 1. На этом чертеже представлена лопасть 101, конец 102 которой поврежден и должен явиться объектом наплавки лазерным плавлением. Для этого используют форсунку 103, испускающую лазерный пучок или, в общем, электронный пучок, предназначенный для обеспечения плавления порошка для наплавки конца 102.
В представленном способе используют защитную оболочку 104 на конце форсунки 103. Защитная оболочка 104 имеет нижний конец с выемкой 105 перевернутой U-образной формы, при этом в выемку 105 входит подлежащий наплавке конец 102. Во внутреннем объеме выемки 105 кислород вытеснен нейтральным газом, например аргоном или гелием, через трубопроводы 106, связанные с форсункой 103; наплавка конца 102 может, таким образом, осуществляться без окисления. В этом примере газ, выходящий из форсунки, используется, таким образом, в качестве местной защиты восстанавливаемой зоны.
Однако такой способ не является удовлетворительным для наплавки конца на большом расстоянии в несколько сантиметров. Так, конец 102 лопасти 101 является искривленным, и поступательное перемещение, которым ограничена форсунка 103, мешает защитной оболочке перемещаться на это значительное расстояние. Действительно, выемка 105 для обеспечения возможности ее заполнения нейтральным газом и для того, чтобы защитная оболочка 104 могла входить между лопастью 101 и соседними лопастями, не изображенными на чертеже, должна иметь ограниченный размер. Следствием ограничения этих размеров является то, что стенки выемки 105 находятся близко одна к другой и быстро входят в контакт с концом 102, блокируя движение конца 102 внутрь выемки 105, мешая, следовательно, возможности наплавки на всем подлежащем наплавке конце 102. Однако, несмотря на предпринятые усилия, явление окисления в этом способе не может быть полностью исключено.
В известном уровне техники предложено также использование кабин значительного размера, имеющих пространства либо заполненные нейтральным газом, либо вакуумированные, в которые вводятся подлежащая наплавке деталь и все оборудование, необходимое для наплавки; однако такое решение является дорогостоящим и медленно осуществляемым вследствие больших количеств инертных газов, вводимых в рассматриваемую кабину.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Объект изобретения предлагает решение вышеописанных проблем путем предложения способа и общего защитного оборудования для наплавки металлических деталей недорогого, простого в использовании, который обеспечивает возможность быстрой наплавки различных металлических частей одной и той же металлической детали с малым потреблением нейтрального газа.
Для этого, в частности, предусматривают размещение металлической детали, содержащей различные металлические части, подлежащие наплавке, на поворотной плите, при этом пространство, окружающее металлическую деталь, выполняют герметичным посредством крышки, имеющей отверстие, предназначенное для приема форсунки, испускающей лазерный пучок или пучок электронов. Использование поворотной панели позволяет в предпочтительном варианте воплощения быстро разместить различные, подлежащие наплавке части напротив форсунки.
Изобретение касается также, в основном, способа наплавки металлической детали турбореактивного двигателя летательного аппарата, причем упомянутая металлическая деталь содержит множество подлежащих наплавке металлических частей, при этом упомянутый способ предусматривает использование форсунки, испускающей лазерный пучок или пучок электронов, предназначенный для расплавления нанесенного порошка, обеспечивая наплавку упомянутых, подлежащих наплавке металлических деталей, отличающегося тем, что упомянутый способ включает в себя различные следующие этапы:
- размещение металлической детали, содержащей множество подлежащих наплавке металлических частей, на поворотной плите;
- размещение крышки на поворотной плите, при этом вся металлическая деталь размещена под упомянутой крышкой;
- позиционирование форсунки на уровне отверстия, имеющегося в крышке;
- введение инертного газа под крышку;
- наплавка первой части из множества металлических частей металлической детали путем операции нанесения металлических порошков, операции излучения лазерного пучка, обеспечивающего наплавку упомянутой первой металлической части, и операции относительного перемещения форсунки по отношению к упомянутой первой металлической детали по предварительно определенной траектории наплавки.
Кроме основных признаков, которые были упомянуты ранее, способ может включать один или несколько дополнительных следующих признаков, рассматриваемых по отдельности или в технически возможных комбинациях:
- перед этапом введения инертного газа способ включает дополнительный этап, состоящий в герметичном креплении крышки на поворотной плите;
- способ включает в себя дополнительный этап, состоящий в оснащении отверстия, имеющегося в крышке, телескопической плитой, имеющей отверстие, на уровне которого размещена форсунка;
- после этапа наплавки первой металлической части способ включает в себя следующие дополнительные этапы:
- поворот поворотной плиты относительно отверстия крышки для подвода к форсунке второй металлической части из множества подлежащих наплавке металлических частей;
- наплавка второй металлической части металлической детали.
Способ включает в себя дополнительный этап, состоящий, после размещения металлической детали, содержащей множество подлежащих наплавке металлических частей, на поворотной плите, в осуществлении операции проверки щупом подлежащих наплавке металлических частей для определения траекторий форсунки при наплавке.
Настоящее изобретение относится также к оборудованию, выполненному с возможностью осуществления способа по изобретению для наплавки металлических частей металлической детали для турбореактивного двигателя летательного аппарата, при этом наплавка осуществляется с помощью лазера, создаваемого форсункой для расплавления порошка, обеспечивающего наплавку упомянутых металлических частей, отличающемуся тем, что оборудование содержит:
- поворотную плиту, на которой размещена металлическая деталь;
- крышку, расположенную на поворотной плите, закрывающую всю металлическую деталь, расположенную на поворотной плите, при этом упомянутая крышка имеет отверстие, на уровне которого размещена форсунка для операций наплавки.
Кроме основных признаков, которые были упомянуты выше, оборудование по изобретению может иметь один или несколько следующих, рассматриваемых индивидуально или в технически возможных комбинациях дополнительных признаков:
- оборудование содержит телескопическую плиту, размещенную на уровне отверстия крышки и имеющую отверстие, на уровне которого размещена форсунка;
- телескопическая плита является двухмерной телескопической плитой;
- форсунка, расположенная на уровне отверстия телескопической плиты, имеет зазор с упомянутым отверстием, пропускающим инертный газ, имеющийся в пространстве между крышкой и поворотной плитой при наплавке;
- оборудование содержит гибкое соединение на уровне отверстия телескопической плиты;
- оборудование содержит герметизирующие средства между поворотной плитой и крышкой;
- оборудование содержит средства съемного крепления между поворотной плитой и крышкой;
- крышка или поворотная плита содержит средства введения инертного газа;
- средства введения инертного газа имеют расход, составляющий от пяти до пятидесяти литров в минуту.
В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1, уже описанная, схематично изображает способ наплавки по известному уровню техники;
фиг. 2 схематично изображает пример оборудования, предназначенного для использования при осуществлении способа по изобретению;
фиг. 3 схематично изображает часть оборудования по фиг. 2.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Один и тот же элемент, изображенный на различных чертежах, обозначен одинаковой позицией.
Фиг. 2 изображает пример оборудования 200 по изобретению.
В данном случае оборудование 200 включает в себя:
- поворотную плиту 201, на которой размещают, преимущественно закрепляя, металлическую деталь 202, например, типа моноблочного лопаточного диска (DAM), подлежащего наплавке. Деталь 202 содержит множество металлических частей, подлежащих наплавке. В представленном примере изображены только первая металлическая часть 203 и вторая металлическая часть 204; на практике DAM содержит обычно двадцать восемь лопастей, каждая из которых образует металлическую часть, которая потенциально подлежит наплавке;
- крышку 205, предназначенную для размещения на поворотной плите 201 таким образом, чтобы металлическая деталь 202 находилась под упомянутой крышкой 205 в герметичном пространстве, закрытом за исключением отверстия 206, выполненного в крышке 205.
Крышка 205 предпочтительно содержит средства 212 введения, или подвода, инертного газа, выполненные с возможностью заполнения объема под крышкой 205 инертным газом, препятствующим окислению металлической детали 202 в процессе операций наплавки.
Крышка 205 предпочтительно закреплена на поворотной плите 201. Средства крепления являются предпочтительно съемными. Под съемными средствами крепления понимают средства крепления, выполненные с возможностью снятия, ослабления, по меньшей мере частично, простым способом за несколько секунд. Крышка, таким образом, предпочтительно отцентрована на поворотной плите и удерживается в этом положении с использованием, например, зацеплений или соединений винт-гайка.
В предпочтительном варианте воплощения изобретения предусмотрена система дополнительной герметизации, например, типа кольцевой прокладки или сжимаемой прокладки между поворотной плитой 201 и крышкой 205.
В варианте предпочтительного воплощения отверстие 206 снабжено устройством типа телескопической плиты 207, также изображенной в перспективе на фиг. 3. Телескопическая плита 207 предпочтительно перекрывает отверстие 206 за исключением на уровне отверстия 208 меньшего размера, чем отверстие 206.
Телескопическая плита 207 представлена в примере, изображенном в двухразмерном виде: она содержит, таким образом, первую совокупность скользящих пластин 209, обеспечивающих перемещение отверстия 208 в первом направлении, соответствующем оси х, и вторую совокупность скользящих пластин 210, обеспечивающих перемещение отверстия 208 во втором направлении по оси y. Отверстие 208 может, таким образом, перемещаться практически по всей площади, образованной телескопической плитой 207, при этом зона перемещения отверстия 208 ограничена на уровне реборд телескопической плиты 207 шириной используемых скользящих пластин.
В изобретении предусматривают размещение форсунки 211 на уровне отверстия 206, в частности на уровне отверстия 208, когда установлена телескопическая плита 207. Головка форсунки 211 предназначена для излучения лазерного пучка или пучка электронов. Будучи размещенной в отверстии 208, она располагается на расстоянии 214 оптимальной проекции, и она приводит в движение в направлениях х и y первую совокупность скользящих пластин 209 и вторую совокупность скользящих пластин 210; головка форсунки 211, таким образом, способна перемещаться почти по всей площади телескопической плиты 207.
В соответствии со способом по изобретению предусматривают размещение первой металлической части 203 напротив отверстия 206 и в представленном примере напротив отверстия 208. Свобода перемещения, обеспеченная форсунке 211 наличием телескопической плиты 207, позволяет осуществить наплавку первой металлической части 203 полностью, без перемещения упомянутой первой металлической части 203; она удерживается неподвижной на поворотной плите 201. Форсунка 211 может, таким образом, отслеживать соответствующее перемещение по предварительно установленной траектории наплавки.
В другом варианте воплощения предусматривается, что подлежащая наплавке металлическая часть может быть также подвижной. Перемещение форсунки относительно подлежащей наплавке металлической части является, таким образом, относительным перемещением: либо только форсунка находится в движении, либо подлежащая наплавке металлическая часть также подвижна для улучшения операций наплавки.
Как только наплавка первой металлической части 203 осуществлена, начинают наплавку второй металлической части 204. Для этого поворотную плиту 201 отсоединяют от крышки 205, например, путем ослабления средств крепления крышки 205 на поворотной плите 201. Поворотная плита 201 приводится во вращение относительно крышки 205 таким образом, чтобы вторая металлическая деталь 204 была подведена напротив отверстия 208. Когда вторая часть 204 размещена для наплавки, поворотную плиту 201 вновь соединяют с крышкой 205.
Возможно, что часть инертного газа выходит в процессе отсоединения поворотной плиты 201 и крышки 205. Даже если наблюдается такая потеря, она является минимальной, и внутреннее пространство под крышкой 205 вновь быстро насыщается инертным газом путем активации средств 212 подачи газа.
В некоторых вариантах воплощения имеются утечки 213 на уровне головки форсунки 211, когда последняя размещена на уровне отверстия 208. Эти утечки 213 вызваны необходимостью обеспечения зазора между головкой форсунки 211 и отверстием 208, в частности, для того, чтобы форсунка могла осуществлять вращение, например, по оси z, перпендикулярной плоскости, определяемой телескопической плитой 207. Имеющийся зазор обычно составляет от одного до десяти миллиметров.
Таким образом, для компенсации потери инертного газа вследствие утечек 213, а также для создания повышенного давления во внутреннем объеме под крышкой 205 предпочтительно предусматривают, что средства 212 подачи инертного газа имеют расход аргона, который обладает большей плотностью по сравнению с воздухом, составляющий от пяти от двадцати пяти литров в минуту.
В частном примере воплощения изобретения предусматривают оснащение отверстия 208 гибким соединением, которое позволяет уменьшить утечки 213 при обеспечении достаточной свободы перемещения форсунки 211 для ее вращения.
Оборудование 200 по изобретению позволяет, кроме того, осуществить простым образом в той мере, что эта операция может быть выполнена в тех же условиях размещения, что и операции наплавки, операцию определения траекторий наплавки, которые форсунка 211 должна соблюдать для каждой подлежащей наплавке металлической части. Так, когда металлическая деталь 202 размещена на поворотной плите 201, каждая металлическая часть проверяется с помощью соответствующего датчика, такого как щуп, для определения дефектов металлических частей, подлежащих наплавке. Траектории наплавки, которые форсунка 211 должна соблюдать, определяются, таким образом, для каждой металлической части.

Claims (23)

1. Способ наплавки металлической детали (202) турбореактивного двигателя летательного аппарата, содержащей подлежащие наплавке металлические части (203, 204), включающий в себя следующие этапы:
- размещение металлической детали (202), содержащей подлежащие наплавке металлические части (203, 204), на поворотной плите (201);
- размещение крышки (205) на поворотной плите (201), при этом всю металлическую деталь (202) размещают под упомянутой крышкой (205);
- позиционирование форсунки (211), излучающей лазерный или электронный пучок, на уровне отверстия (206), имеющегося в крышке (205);
- введение инертного газа под крышку (205);
- наплавка первой части (203) из металлических частей металлической детали (202) путем нанесения металлического порошка, излучения лазерного или электронного пучка, обеспечивающего наплавку упомянутой первой металлической части (203), и относительного перемещения форсунки (211) по отношению к упомянутой первой металлической части (203) по предварительно определенной траектории наплавки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед этапом введения инертного газа он включает в себя дополнительный этап, состоящий в герметичном креплении крышки (205) на поворотной плите (201).
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает в себя дополнительный этап, состоящий в оснащении отверстия (206), имеющегося в крышке, телескопической плитой (207), имеющей отверстие (208), на уровне которого размещена форсунка (211).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после этапа наплавки первой металлической части (203) осуществляют следующие дополнительные этапы:
- поворот поворотной плиты (201) относительно отверстия (206) крышки (205) для подвода второй металлической части (204) из подлежащих наплавке металлических частей к форсунке (211);
- наплавку второй металлической части (204) металлической детали (202).
5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что после размещения металлической детали (202), содержащей подлежащие наплавке металлические части (202), на поворотной плите (201) осуществляют дополнительный этап, состоящий в осуществлении операции проверки щупом подлежащих наплавке металлических частей (203, 204) для определения траекторий форсунки (211) при наплавке.
6. Оборудование (200) для наплавки металлической детали (202) турбореактивного двигателя летательного аппарата, содержащей подлежащие наплавке металлические части (203, 204), способом по любому из пп. 1-5, содержащее:
- форсунку (211), излучающую лазерный или электронный пучок для нагрева порошка для наплавки упомянутых металлических частей (203, 204);
- поворотную плиту (201) для размещения металлической детали (202);
- крышку (205), расположенную на поворотной плите (201) и закрывающую всю металлическую деталь (202), размещенную на поворотной плите (201), при этом упомянутая крышка (205) имеет отверстие (206), на уровне которого размещена упомянутая форсунка (211) для операций наплавки.
7. Оборудование (200) по п. 6, отличающееся тем, что оно содержит телескопическую плиту (207), размещенную на уровне отверстия (206) крышки (205) и имеющую отверстие (208), на уровне которого размещена форсунка (211).
8. Оборудование (200) по п. 7, отличающееся тем, что телескопическая плита (207) является двухмерной телескопической плитой.
9. Оборудование (200) по п. 7, отличающееся тем, что форсунка (211) размещена на уровне отверстия (208) телескопической плиты (207) с зазором относительно упомянутого отверстия (208), обеспечивающим пропускание инертного газа в процессе наплавки, имеющегося в пространстве между крышкой (205) и поворотной плитой (201).
10. Оборудование (200) по п. 6, отличающееся тем, что оно содержит герметизирующие средства между поворотной плитой (201) и крышкой (205).
11. Оборудование (200) по п. 6, отличающееся тем, что оно содержит средства съемного крепления между поворотной плитой (201) и крышкой (205).
12. Оборудование (200) по п. 6, отличающееся тем, что крышка (205) или поворотная плита (201) содержит средства (212) введения инертного газа.
13. Оборудование (200) по п. 12, отличающееся тем, что средства (212) введения инертного газа имеют расход, составляющий от пяти до пятидесяти литров в минуту.
RU2014152979A 2012-06-06 2013-05-23 Способ общей наплавки металлической детали для турбореактивных двигателей летательных аппаратов и общее защитное оборудование для осуществления способа RU2639197C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1255288 2012-06-06
FR1255288A FR2991614B1 (fr) 2012-06-06 2012-06-06 Procede de rechargement global de piece metallique pour turboreacteurs d'aeronefs, et outillage de protection globale pour la mise en œuvre du procede
PCT/FR2013/051118 WO2013182773A1 (fr) 2012-06-06 2013-05-23 Procede de rechargement global de piece metallique pour turboreacteurs d'aeronefs, et outillage de protection globale pour la mise en oeuvre du procede

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014152979A RU2014152979A (ru) 2016-07-27
RU2639197C2 true RU2639197C2 (ru) 2017-12-20

Family

ID=47137807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014152979A RU2639197C2 (ru) 2012-06-06 2013-05-23 Способ общей наплавки металлической детали для турбореактивных двигателей летательных аппаратов и общее защитное оборудование для осуществления способа

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10610967B2 (ru)
EP (1) EP2858786B1 (ru)
CN (1) CN104520054B (ru)
BR (1) BR112014030620B1 (ru)
CA (1) CA2875688C (ru)
FR (1) FR2991614B1 (ru)
RU (1) RU2639197C2 (ru)
WO (1) WO2013182773A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105065627A (zh) * 2015-08-02 2015-11-18 衢州市优德工业设计有限公司 一种叠层浸胶齿轮的加工方法
JP6904810B2 (ja) * 2017-06-29 2021-07-21 コマツ産機株式会社 レーザ加工機
US11426799B2 (en) * 2019-01-30 2022-08-30 General Electric Company Powder seal assembly for decreasing powder usage in a powder bed additive manufacturing process

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6326585B1 (en) * 1998-07-14 2001-12-04 General Electric Company Apparatus for laser twist weld of compressor blisks airfoils
RU46965U1 (ru) * 2005-03-01 2005-08-10 Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод" Устройство для восстановления длины пера лопатки
RU2330750C2 (ru) * 2006-10-09 2008-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФРУП "ММПП "САЛЮТ") Способ ремонта лопаток турбомашин и устройство для его осуществления
WO2009118213A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum schweissen mit einer prozesskammer und ein schweissverfahren
DE102008056336A1 (de) * 2008-11-07 2010-05-12 Mtu Aero Engines Gmbh Reparaturverfahren

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1233081A1 (de) * 2001-02-14 2002-08-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Plasmabeschichtung einer Turbinenschaufel und Beschichtungsvorrichtung
US20020172570A1 (en) * 2001-05-18 2002-11-21 Tokyo Seimitsu Hatsujo., Ltd Ultra high speed movement telescopic covers
US6912446B2 (en) * 2002-10-23 2005-06-28 General Electric Company Systems and methods for automated sensing and machining for repairing airfoils of blades
US20080226843A1 (en) * 2005-06-20 2008-09-18 Harold Haruhisa Fukubayashi Laser Cladding on Low Heat Resistant Substrates
US7797828B2 (en) * 2006-04-28 2010-09-21 Honeywell International Inc. Adaptive machining and weld repair process
DE102006032568A1 (de) * 2006-07-12 2008-01-17 Stein, Ralf Verfahren zur plasmagestützten chemischen Gasphasenabscheidung an der Innenwand eines Hohlkörpers
DE102010024083A1 (de) * 2010-06-17 2011-12-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Reparatur von Rotorschaufeln

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6326585B1 (en) * 1998-07-14 2001-12-04 General Electric Company Apparatus for laser twist weld of compressor blisks airfoils
RU46965U1 (ru) * 2005-03-01 2005-08-10 Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод" Устройство для восстановления длины пера лопатки
RU2330750C2 (ru) * 2006-10-09 2008-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФРУП "ММПП "САЛЮТ") Способ ремонта лопаток турбомашин и устройство для его осуществления
WO2009118213A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum schweissen mit einer prozesskammer und ein schweissverfahren
DE102008056336A1 (de) * 2008-11-07 2010-05-12 Mtu Aero Engines Gmbh Reparaturverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
EP2858786B1 (fr) 2019-09-11
BR112014030620A2 (pt) 2017-06-27
WO2013182773A1 (fr) 2013-12-12
CA2875688C (fr) 2020-01-07
FR2991614A1 (fr) 2013-12-13
EP2858786A1 (fr) 2015-04-15
BR112014030620B1 (pt) 2018-11-27
CN104520054B (zh) 2019-05-03
RU2014152979A (ru) 2016-07-27
US20150147489A1 (en) 2015-05-28
FR2991614B1 (fr) 2014-07-18
US10610967B2 (en) 2020-04-07
CA2875688A1 (fr) 2013-12-12
CN104520054A (zh) 2015-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2639197C2 (ru) Способ общей наплавки металлической детали для турбореактивных двигателей летательных аппаратов и общее защитное оборудование для осуществления способа
RU2612471C2 (ru) Способ наплавки металлических деталей для турбореактивных двигателей летательных аппаратов и оснастка локальной защиты для реализации способа
US11517981B2 (en) Laser powder deposition weld rework for gas turbine engine non-fusion weldable nickel castings
RU2532616C2 (ru) Анализ поверхности для обнаружения закрытых отверстий и устройство
CN104526249B (zh) 一种核电站密封焊返修方法及系统
CN105408055A (zh) 超合金中空部件的建造和修复
JPH11270350A (ja) タ―ボ機械構成体の現場修理方法
EP3061557A1 (en) Repair of dual walled metallic components using directed energy deposition material addition
US10052717B2 (en) Underwater welding apparatus and underwater welding method
CA2797290A1 (fr) Procede de controle non destructif et dispositif de mise en oeuvre du procede
US10328526B2 (en) Laser powder deposition weld rework for gas turbine engine non-fusion weldable nickel castings
JP2005349475A (ja) 水中溶接装置及び方法
JP4948755B2 (ja) 圧力容器クラッディングの損傷区域を補修するためのシールプレート
US20090026183A1 (en) Methods for Repairing Gas Turbine Engine Knife Edge Seals
JP2008139307A (ja) 原子炉ボトムヘッドの再生方法実現
Atieh et al. Welding and quality control for the consolidation of the LHC superconducting magnets and circuits
JP6655744B1 (ja) 液体容器
JP2013107186A (ja) 板状部材の補修方法及び板状部材、燃焼器、分割環並びにガスタービン
WO2024056804A1 (fr) Méthode de maintenance d'un réacteur nucléaire
Pinto et al. Amorphous carbon coating in standalone magnets of the LHC in IR2 and IR8 during LS2 2019-2020
JPH04368782A (ja) 有人宇宙機用貫通コネクタ

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner