RU2676937C1 - Способ восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом - Google Patents
Способ восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676937C1 RU2676937C1 RU2017136691A RU2017136691A RU2676937C1 RU 2676937 C1 RU2676937 C1 RU 2676937C1 RU 2017136691 A RU2017136691 A RU 2017136691A RU 2017136691 A RU2017136691 A RU 2017136691A RU 2676937 C1 RU2676937 C1 RU 2676937C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thin
- walled element
- walled
- width
- laser beam
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 4
- 235000020637 scallop Nutrition 0.000 description 3
- 241000237503 Pectinidae Species 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 102220504526 Dolichyl-diphosphooligosaccharide-protein glycosyltransferase subunit 4_V23K_mutation Human genes 0.000 description 1
- 241000237509 Patinopecten sp. Species 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Способ относится к технологии восстановления деталей газотурбинных двигателей с тонкостенными элементами и может быть использовано в турбомашиностроении. Способ включает предварительное удаление следов приработки с торца тонкостенного элемента детали. Боковые поверхности тонкостенного элемента зачищают на высоту В, равную 1-2 ширины наплавляемой поверхности С тонкостенного элемента, устанавливают и фиксируют его в приспособлении. Наплавку осуществляют в среде защитного газа лазерным лучом в импульсном режиме с подачей металлического порошка в зону наплавки соосно лазерному лучу и локальной защитой зоны наплавки. Отношение ширины наплавки Д к ширине наплавляемой поверхности С составляет 1,0-1,2, а отношение диаметра пятна лазерного луча Е к ширине наплавляемой поверхности С составляет 0,5-0,7. Границы тонкостенного элемента наплавляют с помощью 1-2 дополнительных лазерных импульсов. Затем проводят механическую обработку тонкостенного элемента детали, термическую обработку в вакууме и капиллярный контроль. Кроме того, в качестве присадочного материала используют металлический порошок из жаропрочного сплава на основе никеля, а защитный газ расходуют в объеме 6-7 л/мин. Технический результат заключается в увеличении жизненного цикла восстановленных элементов деталей при высоком качестве наплавленного металла и сокращает трудоемкость последующей механической обработки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к технологии восстановления деталей газотурбинных двигателей с тонкостенными элементами и может быть использовано в турбомашиностроении. Реализация данного способа позволяет обеспечить высокое качество восстановления деталей турбомашин, а также минимальный припуск на последующую механическую обработку.
Известен способ ремонта гребешков лабиринтных уплотнений рабочих лопаток газотурбинного двигателя методом высокотемпературной пайки (Патент RU №2354523, МПК В23Р 6/00, публ. 10.05.2009), по которому на подготовленную к восстановлению поверхность гребешка лабиринтного уплотнения лопатки монтируют присоединяемый элемент в виде пластины, площадь которой больше площади восстанавливаемой поверхности, наносят пастообразный припой и осуществляют высокотемпературную пайку присоединяемого элемента в вакуумной или челночной печи и окончательную механическую обработку бандажной полки после ее остывания. Недостаток данного способа заключается в низкой производительности и необходимости удаления присоединяемого элемента при повторном ремонте.
Известен также способ восстановления гребешков лабиринтных уплотнений лопаток турбомашин автоматической аргонодуговой наплавкой неплавящимся электродом с импульсной подачей присадочной проволоки (Патент RU №2317182, МПК: В23К 9/04, В23Р 6/00, публ. 20.02.2008), по которому между гребешками лабиринтных уплотнений устанавливают пластины, прихватывают лопатки турбомашин с пластинами для создания единого блока, а автоматическую аргонодуговую наплавку гребешков лабиринтных уплотнений производят в едином блоке.
Данный способ ремонта не обеспечивает качественного ремонта гребешков лабиринтного уплотнения рабочих лопаток турбины с Z-образными бандажными полками, так как сложен и не исключает появления горячих трещин в зоне прихватки пластин к бандажным полкам лопатки.
Наиболее близким по техническому решению является способ восстановления тонкостенного элемента детали газотурбинного двигателя (журнал «Автоматическая сварка». Авторы: Жеманюк П.Д. и др. «Опыт внедрения технологии восстановительной микроплазменной порошковой наплавки при ремонте лопаток турбин высокого давления в условиях серийного производства». №8, 2015. стр. 43-46.), по которому подготовленные к восстановлению тонкостенные элементы детали подвергают вакуумному обезгаживающему отжигу. После остывания проводят наплавку тонкостенных элементов деталей порошком жаростойкого сплава методом микроплазменной порошковой наплавки, для снятия сварочных напряжений, проводят вакуумный отжиг деталей и механическую обработку наплавленных поверхностей до необходимых геометрических размеров после остывания.
При данном способе наплавки тонкостенных элементов деталей турбомашин получается широкий наплавочный валик толщиной 3-3,5 мм, при этом соотношение толщин наплавленной и восстанавливаемой поверхности составляет порядка 3 к 1, что значительно повышает трудоемкость механической обработки после наплавки, возникает опасность возникновения шлифовочных трещин и не обеспечивается минимальный припуск на последующую механическую обработку, и, следовательно, увеличенный расход порошка.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение качества восстановления деталей турбомашин из жаропрочных сплавов с тонкостенными элементами, снижение расхода порошка, минимальный припуск для последующей механической обработки.
Техническая задача решается тем, что в способе восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом, включающем предварительное удаление следов приработки с торца тонкостенного элемента детали, зачистку боковых поверхностей тонкостенного элемента, установку и фиксирование его в приспособлении, наплавку металлического порошка в среде защитного газа, механическую обработку тонкостенного элемента, термическую обработку в вакууме и проведение капиллярного контроля, согласно изобретению, боковые поверхности тонкостенного элемента зачищают на высоту В, равную 1-2 ширины наплавляемой поверхности С тонкостенного элемента, при этом наплавку осуществляют лазерным лучом в импульсном режиме с подачей металлического порошка в зону наплавки соосно лазерному лучу и локальной защитой зоны наплавки, причем отношение ширины наплавки Д к ширине наплавляемой поверхности С равно 1,0-1,2, а отношение диаметра пятна лазерного луча Е к ширине наплавляемой поверхности С составляет 0,5-0,7, при этом границы тонкостенного элемента наплавляют с помощью 1-2 дополнительных лазерных импульсов.
Кроме того, согласно изобретению, в качестве присадочного материала используют металлический порошок из жаропрочного сплава на основе никеля. Кроме того, согласно изобретению, защитный газ расходуют в объеме 6-7 л/мин.
На фиг. 1 представлена деталь газотурбинного двигателя, на фиг. 2 представлен разрез А-А детали газотурбинного двигателя, на фиг. 3 представлена схема наплавки восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом, на фиг. 4 представлено фото детали газотурбинного двигателя. Способ осуществляется следующим образом. Предварительно удаляют у детали 1, имеющей тонкостенный элемент 2, следы приработки с торца 3 тонкостенного элемента 2, зачищают боковые поверхности 4 тонкостенного элемента 2 на высоту В, равную 1-2 ширины наплавляемой поверхности С, устанавливают и фиксируют его в приспособлении (не показано), осуществляют наплавку лазерным лучом 5 в импульсном режиме, при этом подают присадочный материал- металлический порошок 6 в зону наплавки 7 соосно лазерному лучу 5, защищают зону наплавки локально. Металлический порошок наплавляют в среде защитного газа 8. После этого проводят механическую обработку тонкостенного элемента 2 детали 1, а также термическую обработку в вакууме. Далее применяют капиллярный контроль, в частности, применен люминесцентный контроль. Отношение ширины наплавки Д к ширине наплавляемой поверхности С равно 1,0-1,2. Отношение диаметра пятна лазерного луча Е к ширине наплавляемой поверхности С составляет 0,5-0,7. Отношение ширины наплавки Д к ширине наплавляемой поверхности С, равное 1,0-1,2 обеспечивают отношением диаметра пятна лазерного луча Е к ширине наплавляемой поверхности С равным 0,5-0,7. Границы тонкостенного элемента 9 наплавляют дополнительными 1-2 лазерными импульсами. Кроме того, используют в качестве присадочного материала металлический порошок из жаропрочного сплава на основе никеля, расходуют защитный газ в объеме 6-7 л/мин.
Предлагаемый способ восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом заключается в минимальной зоне термического влияния 0,10…0,15 мм, увеличении жизненного цикла восстановленных элементов при высоком качестве наплавленного металла и благодаря минимальному припуску-сокращению трудоемкости последующей механической обработки наплавленных тонкостенных элементов.
Claims (3)
1. Способ восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом, включающий предварительное удаление следов приработки с торца тонкостенного элемента детали, зачистку боковых поверхностей тонкостенного элемента, установку и фиксирование его в приспособлении, наплавку металлического порошка в среде защитного газа, механическую обработку тонкостенного элемента, термическую обработку в вакууме и проведение капиллярного контроля, отличающийся тем, что боковые поверхности тонкостенного элемента зачищают на высоту В, равную 1-2 ширины наплавляемой поверхности С тонкостенного элемента, при этом наплавку осуществляют лазерным лучом в импульсном режиме с подачей металлического порошка в зону наплавки соосно лазерному лучу и локальной защитой зоны наплавки, причем отношение ширины наплавки Д к ширине наплавляемой поверхности С составляет 1,0-1,2, а отношение диаметра пятна лазерного луча Е к ширине наплавляемой поверхности С составляет 0,5-0,7, при этом границы тонкостенного элемента наплавляют с помощью 1-2 дополнительных лазерных импульсов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве присадочного материала используют металлический порошок из жаропрочного сплава на основе никеля.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что защитный газ расходуют в объеме 6-7 л/мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136691A RU2676937C1 (ru) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | Способ восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136691A RU2676937C1 (ru) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | Способ восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2676937C1 true RU2676937C1 (ru) | 2019-01-11 |
Family
ID=65025153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136691A RU2676937C1 (ru) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | Способ восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2676937C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114952180A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-08-30 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法及其应用 |
| RU2786555C1 (ru) * | 2022-04-22 | 2022-12-22 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ ремонта гребешков лабиринтных уплотнений дисков газотурбинного двигателя |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09168927A (ja) * | 1995-12-19 | 1997-06-30 | Hitachi Ltd | ガスタービン用動翼，静翼の補修方法 |
| RU2123418C1 (ru) * | 1997-11-25 | 1998-12-20 | Закрытое акционерное общество "ТехноЛазер" | Способ порошковой лазерной наплавки уголковых изделий |
| JP2001269784A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-02 | Toshiba Corp | Ｎｉ基単結晶超合金からなるガスタービン翼の補修方法およびその装置 |
| JP2010203258A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 動翼の補修方法 |
| CN102712066A (zh) * | 2009-12-14 | 2012-10-03 | 斯奈克玛 | 通过激光再填充和适度热等静压修复钛叶片的方法 |
| RU2545877C2 (ru) * | 2013-05-16 | 2015-04-10 | Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (Фонд "Энергия без границ") | Способ ремонтной наплавки лопаток энергетических установок |
-
2017
- 2017-10-17 RU RU2017136691A patent/RU2676937C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09168927A (ja) * | 1995-12-19 | 1997-06-30 | Hitachi Ltd | ガスタービン用動翼，静翼の補修方法 |
| RU2123418C1 (ru) * | 1997-11-25 | 1998-12-20 | Закрытое акционерное общество "ТехноЛазер" | Способ порошковой лазерной наплавки уголковых изделий |
| JP2001269784A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-02 | Toshiba Corp | Ｎｉ基単結晶超合金からなるガスタービン翼の補修方法およびその装置 |
| JP2010203258A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 動翼の補修方法 |
| CN102712066A (zh) * | 2009-12-14 | 2012-10-03 | 斯奈克玛 | 通过激光再填充和适度热等静压修复钛叶片的方法 |
| RU2545877C2 (ru) * | 2013-05-16 | 2015-04-10 | Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (Фонд "Энергия без границ") | Способ ремонтной наплавки лопаток энергетических установок |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЖЕМАНЮК П.Д. и др. "Опыт внедрения технологии восстановительной микроплазменной порошковой наплавки при ремонте лопаток турбин высокого давления в условиях серийного производства", Автоматическая сварка, N8, 2015, с. 43-46. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786555C1 (ru) * | 2022-04-22 | 2022-12-22 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ ремонта гребешков лабиринтных уплотнений дисков газотурбинного двигателя |
| CN114952180A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-08-30 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法及其应用 |
| CN114952180B (zh) * | 2022-08-01 | 2022-12-06 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种薄壁零件真空钎焊后变形的校形方法及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5897248B2 (ja) | 燃焼キャップエフュージョンプレートのレーザ溶接補修 | |
| EP2466070A2 (en) | Method of repairing a transition piece of a gas turbine engine | |
| EP3536444B1 (en) | Laser welding of component | |
| EP2995410A1 (en) | Method of blade tip repair | |
| US20050194363A1 (en) | Multi-laser beam welding high strength superalloys | |
| CN101704165B (zh) | 一种镍基变形高温合金环形机加火焰筒激光焊接修理方法 | |
| EP1605068A2 (en) | Homogeneous welding via pre-heating for high strength superalloy joining and material deposition | |
| US20130326877A1 (en) | Method of working an airfoil using elevated temperature cmt welding | |
| KR20040107415A (ko) | 터빈 구성요소의 보수 방법과, 이에 의해 보수된 터빈구성요소 | |
| US20060067830A1 (en) | Method to restore an airfoil leading edge | |
| RU2627088C2 (ru) | Способ сварки и наплавки металлических деталей из алюминия способом дуговой сварки металлическим электродом в среде инертного газа с импульсным током и импульсной подачей проволоки | |
| CN102107314A (zh) | 一种涡轮工作叶片叶冠堆焊耐磨层的方法 | |
| CN114260465B (zh) | 一种薄壁单晶涡轮叶片激光修复方法 | |
| US20090064479A1 (en) | Methods for Performing Gas Turbine Engine Casing Repairs and Repaired Cases | |
| CN113478167A (zh) | 一种航空发动机高压涡轮工作叶片叶冠修复方法 | |
| US5360961A (en) | Method of welding | |
| CN104439632A (zh) | 一种薄壁滑油箱壳体的磨损缺陷修复方法 | |
| RU2498888C2 (ru) | Способ исправления металлических деталей | |
| RU2676937C1 (ru) | Способ восстановления детали газотурбинного двигателя с тонкостенным элементом | |
| RU2468902C2 (ru) | Способ сварки двух металлических деталей | |
| JP2015531039A (ja) | 超合金部品のスタッド溶接修復 | |
| RU2770156C1 (ru) | Способ восстановления концевой части пера охлаждаемой лопатки турбины газотурбинного двигателя | |
| EP3173175A1 (en) | An article treatment method and treated article | |
| EP3372318B1 (en) | Narrow gap processing | |
| RU2179915C1 (ru) | Способ ремонта контактной поверхности бандажной полки рабочей лопатки турбины |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210303 Effective date: 20210303 |