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激光修复燃气涡轮发动机零件应用分析
2022-04-05 13:44
本文摘要:美国联合技术公司(UTC)航空系统部门是专业设计、生产、构建、修缮和整修燃气涡轮发动机燃油运送零件的公司。喷气发动机必须在低温度下运营,才能使燃料转化成的能量最大化。因此,自燃部件必须遭受极为险恶的环境,在高温以及低振动和低压力下运营。 为了需要抵抗这种环境,自燃部件必须高度工程化,并且用于高强度合金材料,一般来说情况下是镍或钴基合金。由于险恶的工作环境,自燃部件不会受到有所不同程度的磨损和微动受损。

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美国联合技术公司(UTC)航空系统部门是专业设计、生产、构建、修缮和整修燃气涡轮发动机燃油运送零件的公司。喷气发动机必须在低温度下运营,才能使燃料转化成的能量最大化。因此,自燃部件必须遭受极为险恶的环境,在高温以及低振动和低压力下运营。

为了需要抵抗这种环境,自燃部件必须高度工程化,并且用于高强度合金材料,一般来说情况下是镍或钴基合金。由于险恶的工作环境,自燃部件不会受到有所不同程度的磨损和微动受损。燃油燃烧室是罗尔斯.罗伊(Rolls-Royce)501K引擎中更容易受到磨损的一个组件,该引擎被用来为美国海军驱逐舰获取动力。其外部的空气导风槽与圆形旋流器的接口处不会受到大量的磨损。

典型的修理过程还包括接下磨损的零件、展开替换、焊或钎焊上更换的零件、轻做到热循环的可用检测(NDT)以及新的证书。这个过程必须几周时间,而且价格十分便宜。

  美国国家科学研究委员会(NRC)通过其坐落于伦敦、加拿大安大略省分部的研究已研发出有一种独有的激光熔覆/熔凝技术,可以让简单的网状功能零件构建从CAD设计到必要生产的环节,从而增加生产周期、材料的浪费和模具成本。  对冶L605基材上的激光熔覆L605层在高温下的疲惫寿命展开了评估。激光熔覆L-605层的耐热滑动磨损性能,并与切削L605基材展开了较为。

此外还将简要地辩论三维投影技术在激光熔覆修缮燃油燃烧室上的应用于,这将大大减少修理的时间和成本。  实验信息  L-605(Haynes25)合金是钴基合金,具备较好的抗氧化和耐腐蚀性能,以及在高温下的高强度性质。L-605在很多喷气发动机的零件中获得很好的应用于。

其中还包括涡轮叶片、燃烧室、加力燃烧室部件和涡轮的环。气体雾化L605合金粉末的球形大小为15到45微米,可以用作激光熔覆修缮。  在这里,用于耦合了光纤加工头的LasagNd:YAG激光器来展开L-605的激光熔覆。

激光在40-100W平均功率的脉冲模式下工作。SulzerMetco9MP送来粉器用作载运L605粉末通过燃烧室转入熔池,送来粉速度为5-10克/分钟。用于五轴数控运动系统在室温下展开激光熔覆修缮,整个加工过程是在氧含量高于50ppm的手套箱中展开。

  结果与辩论  金互为检验  作为熔覆层的L605的微观结构由内有细枝晶的柱状晶粒构成。化学转印表明柱状枝晶横跨了多个沉积层(图1a)。有所不同的灰度指出柱状晶粒的有所不同晶体倾向。

通过扫描电镜仔细观察可以更进一步证实有所不同倾向的晶粒都所含定向凝结的枝晶,并且能之后生长到附近的沉积层。一次枝晶臂间距(PDAS)约为1-2微米;二次枝晶臂间距(SDAS)约为0.5-1.0微米。  作为熔覆层的L605和作为基材的冶L-605之间的接触面不存在金属键融合(图1b)。

柱状晶粒在基材L-605中表明出有镜像的晶体倾向。通过扫描电镜仔细观察证实了作为熔覆层的L605和作为基材的冶L-605之间的界面不存在金属键融合。


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