RU2811627C1 - Способ восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя - Google Patents
Способ восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811627C1 RU2811627C1 RU2023129494A RU2023129494A RU2811627C1 RU 2811627 C1 RU2811627 C1 RU 2811627C1 RU 2023129494 A RU2023129494 A RU 2023129494A RU 2023129494 A RU2023129494 A RU 2023129494A RU 2811627 C1 RU2811627 C1 RU 2811627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- turbine engine
- blade
- metal
- laser radiation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 5
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005269 aluminizing Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано при ремонте охлаждаемых рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя при восстановлении хорды профиля пера лопатки. При помощи устройства подачи лазерного излучения по периметру области восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя формируют сферические наплавления из металлического или металлокерамического порошка. Лазерное излучение подают короткими импульсами 0.1-0.2 секунды, мощностью 100-600 Вт. Из сферических наплавлений образуют платформу, далее на поверхность платформы наплавляют металлический или металлокерамический порошок. Изобретение позволяет предотвратить оплавление края пера лопатки газотурбинного двигателя. 3 пр.
Description
Область техники.
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано при ремонте охлаждаемых рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя при восстановлении хорды профиля пера лопатки.
Уровень техники.
В уровне техники раскрыты различные способы восстановления края пера лопатки турбины, однако данные технологические операции не позволяют обеспечить 100% восстановление лопатки турбины, что приводит её к преждевременной негодности.
Из уровня техники известен способ восстановления хорды профиля пера лопатки из жаропрочного никелевого сплава (патент RU2791745), включающий подготовку поверхностей лопатки путем удаления поврежденного основного материала и его загрязнения, с последующим восстановлением, контроль, отличающийся тем, что осуществляют подготовку поверхностей входной и выходной кромок пера, в качестве основного материала лопатки используют жаропрочный никелевый сплав ЖС6-К с содержанием упрочняющей γ' фазы 54%, восстановление хорды профиля пера лопатки в зоне входной и выходной кромок осуществляют наплавкой покрытия лазерным излучением в среде защитного газа с одновременной подачей порошкового присадочного материала в зону входной и выходной кромок пера лопатки, порошковым присадочным материалом является жаропрочный сплав на кобальтовой основе системы Cr 30%, W 4,5%, Ni 1,2%, Si 2,5%, В≤0,1%, С 1,1%, F≤2%, фракцией 40÷80 мкм, при наплавке применяют импульсный режим, в котором каждый импульс лазерного излучения выполнен с амплитудной модуляцией формы импульса мощности лазерного излучения, при этом каждый модулированный импульс лазерного излучения состоит из переднего фронта импульса с плотностью мощности для осуществления наплавки и заднего фронта импульса с плотностью мощности, меньшей плотности мощности переднего фронта импульса на 25÷30%, для сопутствующего подогрева зоны наплавки до температуры, меньшей температуры плавления жаропрочного никелевого сплава лопатки на 300-350°С, исключающей трещинообразование наплавленного слоя, затем проводят механическую обработку на полировальной бабке наплавленных поверхностей лопатки до размеров, заданных чертежом, после этого проводят восстановление теплозащитного покрытия на восстановленных входной и выходной кромках пера лопатки шликерным алитированием путем нанесения на поверхности входной и выходной кромок пера лопатки алюминиевой краски, далее осуществляют сушку при 100-200°С и высокотемпературный диффузионный отжиг.
Данный способ не позволяет проводить наплавку на тонкий край пера лопатки, что приводит к оплавлению (прогару) края лопатки газотурбинного двигателя.
Раскрытие сущности изобретения.
Задача изобретения заключается в восстановлении края пера лопатки газотурбинного двигателя.
Технический результат изобретения заключается в предотвращении оплавления края пера лопатки газотурбинного двигателя.
Устройство подачи лазерного излучения содержит модуль подачи порошка, цилиндрический корпус, снабжённый продольным каналом и выходным отверстием. Устройство подачи лазерного излучения предназначено для формирования лазерного потока на рабочий объект для нанесения на его поверхность покрытия. Корпус устройства подачи лазерного излучения снабжён коаксиальным соплом для подачи и фокусировки порошкового материала и отверстием для лазерного излучения, обеспечивающим возможность наплавки покрытия под различным углом.
Сущность способа заключается в том, что при помощи устройства подачи лазерного излучения по периметру области восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя формируют сферические наплавления из металлического или металлокерамического порошка. Лазерное излучение подают короткими импульсами 0.1-0.2 секунды, мощностью 100 - 600 Вт. Из сферических наплавлений образуют платформу, далее на поверхность платформы наплавляют металлический или металлокерамический порошок.
Заранее созданная платформа из сферических наплавлений (шарообразных капель) позволяет при последующей наплавке предотвратить прогар тонкого края лопатки за счет увеличения объёма материала, на который производится наплавка. Таким образом, повреждённая часть пера лопатки газотурбинного двигателя восстанавливается до прежних технических и функциональных характеристик.
При включении лазерного излучения происходит нарастание его мощности, что может отрицательно повлиять на процесс наплавки, так как край пера лопатки газотурбинного двигателя может оплавиться, что затруднит его дальнейшее восстановление. Поэтому лазерное излучение регулируется до рабочей мощности 100 - 600 Вт и подаётся короткими импульсами 0.1-0.2 секунды, так как при заданной мощности лазерного излучения материал наплавляется без повреждения пера лопатки газотурбинного двигателя.
Платформа из сферических наплавлений формируется с целью предотвращения прогара и оплавление пера лопатки газотурбинного двигателя при сплошном наплавлении малого объема материала на его край. Платформа формируется из металла или металлокерамики. После наплавки края пера на платформу, платформа частично оплавляется и остается частью пера.
В частном варианте выполнения способа, проводится обработка края пера лопатки газотурбинного двигателя до необходимых параметров, посредством фрезеровочных и шлифовальных операций.
В частном варианте выполнения способа, металлический порошок состоит из алюминия или никеля или железа.
Осуществление изобретения.
Пример №1
В область восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя подают алюминиевый порошок. Настраивают устройство для лазерного излучения на режим работы мощностью 100 Вт и подают в область восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя короткими импульсами 0,1 секунда. Таким образом, из алюминиевого порошка на пере лопатки газотурбинного двигателя последовательно формируют рядом расположенные сферические наплавления. В результате из сферических наплавлений образуется платформа. Далее на поверхность платформы подают алюминиевый порошок и наплавляют его лазерным излучением. Фрезеруют и шлифуют край восстановленной части пера лопатки газотурбинного двигателя до заданных технических и функциональных характеристик.
Пример №2
В область восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя подают никелевый порошок. Настраивают устройство для лазерного излучения на режим работы мощностью 300 Вт и подают в область восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя короткими импульсами 0,1 секунда. Таким образом, из никелевого порошка на пере лопатки газотурбинного двигателя последовательно формируют рядом расположенные сферические наплавления. В результате из сферических наплавлений образуется платформа. Далее на поверхность платформы подают никелевый порошок и наплавляют его лазерным излучением. Фрезеруют и шлифуют край восстановленной части пера лопатки газотурбинного двигателя до заданных технических и функциональных характеристик.
Пример №3
В область восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя подают металлокерамический порошок. Настраивают устройство для лазерного излучения на режим работы мощностью 600 Вт и подают в область восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя короткими импульсами 0,2 секунды. Таким образом, из металлокерамического порошка на пере лопатки газотурбинного двигателя последовательно формируют рядом расположенные сферические наплавления. В результате из сферических наплавлений образуется платформа. Далее на поверхность платформы подают металлокерамический порошок и наплавляют его лазерным излучением. Фрезеруют и шлифуют край восстановленной части пера лопатки газотурбинного двигателя до заданных технических и функциональных характеристик.
Claims (1)
- Способ восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя, характеризующийся тем, что при помощи устройства для подачи лазерного излучения, по периметру области восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя формируют сферические наплавления из металлического или металлокерамического порошка, при этом лазерное излучение подают короткими импульсами 0.1-0.2 секунды, мощностью 100-600 Вт, из сферических наплавлений образуют платформу, далее на поверхность платформы наплавляют металлический или металлокерамический порошок.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811627C1 true RU2811627C1 (ru) | 2024-01-15 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3758233A (en) * | 1972-01-17 | 1973-09-11 | Gen Motors Corp | Vibration damping coatings |
| US4141127A (en) * | 1975-09-15 | 1979-02-27 | Cretella Salvatore | Method of refurbishing turbine vane or blade components |
| RU2121419C1 (ru) * | 1997-05-23 | 1998-11-10 | Открытое акционерное общество Институт технологии и организации производства | Способ восстановления пера лопатки турбомашины |
| RU2635688C2 (ru) * | 2015-10-08 | 2017-11-15 | Либурди Инжиниринг Лимитед. | Способ ремонта и изготовления компонентов газотурбинного двигателя и компоненты газотурбинного двигателя, отремонтированные или изготовленные с его использованием |
| RU2791745C1 (ru) * | 2022-07-21 | 2023-03-13 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ восстановления хорды профиля пера лопатки из жаропрочного никелевого сплава |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3758233A (en) * | 1972-01-17 | 1973-09-11 | Gen Motors Corp | Vibration damping coatings |
| US4141127A (en) * | 1975-09-15 | 1979-02-27 | Cretella Salvatore | Method of refurbishing turbine vane or blade components |
| RU2121419C1 (ru) * | 1997-05-23 | 1998-11-10 | Открытое акционерное общество Институт технологии и организации производства | Способ восстановления пера лопатки турбомашины |
| RU2635688C2 (ru) * | 2015-10-08 | 2017-11-15 | Либурди Инжиниринг Лимитед. | Способ ремонта и изготовления компонентов газотурбинного двигателя и компоненты газотурбинного двигателя, отремонтированные или изготовленные с его использованием |
| RU2791745C1 (ru) * | 2022-07-21 | 2023-03-13 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ восстановления хорды профиля пера лопатки из жаропрочного никелевого сплава |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4201954B2 (ja) | 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 | |
| US20160069184A1 (en) | Method of blade tip repair | |
| CN104284752B (zh) | 定向凝固合金的修补 | |
| EP1563945A2 (en) | Repair of article by laser cladding | |
| US7250081B2 (en) | Methods for repair of single crystal superalloys by laser welding and products thereof | |
| KR100612532B1 (ko) | 터빈 엔진 부품의 수리방법 | |
| EP1593752B1 (en) | Multi-component coating deposition | |
| EP3536444B1 (en) | Laser welding of component | |
| US20050126664A1 (en) | Method and apparatus for repairing superalloy components | |
| US20060248718A1 (en) | Superalloy repair methods and inserts | |
| US20020076573A1 (en) | Vapor deposition repair of superalloy articles | |
| CN104164643B (zh) | 一种具有网状结构粘结层的热障涂层及其制备方法 | |
| JP2008128147A (ja) | ガスタービン高温部品の補修方法およびガスタービン高温部品 | |
| EP1743951B1 (en) | Microplasma deposition methods | |
| JPS5946302B2 (ja) | タ−ビン部品の再生加工法 | |
| JP2009523616A (ja) | 孔の製造方法 | |
| US20130326877A1 (en) | Method of working an airfoil using elevated temperature cmt welding | |
| ZA200504409B (en) | Homogeneous welding via pre-heating for high strength superalloy joining and material deposition. | |
| CN108342676B (zh) | 一种航空发动机叶片热障涂层的制备工艺 | |
| EP1214169B1 (en) | A process for laser drilling or laser welding a metallic component | |
| EP3466602A1 (en) | Method for forming article, method for forming turbine bucket, and turbine bucket | |
| RU2811627C1 (ru) | Способ восстановления пера лопатки газотурбинного двигателя | |
| EP3173175A1 (en) | An article treatment method and treated article | |
| RU2686499C1 (ru) | Способ ремонта охлаждаемой лопатки из жаропрочного суперсплава турбины газотурбинного двигателя | |
| RU2770156C1 (ru) | Способ восстановления концевой части пера охлаждаемой лопатки турбины газотурбинного двигателя |