[发明专利]复原涡轮机元件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复原涡轮机元件的方法。

使用“复原”意指给新部件带来配合性，该新部件在制造结束时具有一个或几 个缺陷，该缺陷可以危及它的正常使用。

背景技术

在涡轮机构造中使用的元件必须具有非常仔细准备的精加工条件，并且这适用 于最小的细节。

涡轮机元件，特别是可动部件附近的部件的元件或元件，设有保护涂层，其性 质取决于这些元件的作用和它们的等级。例如，涡轮机的叶片通常设有涂层，该涂 层用作热阻挡和对构成叶片的金属的扩散形成阻挡。并且，例如，在由焊接在一起 的部件形成转子的情况下，转子的迷宫式刀口密封设有耐磨涂层，其中所述刀口密 封在相对面设有与固定叶片一体的耐磨材料。

通常，通过等离子沉积或激光淀积获得保护涂层。其中主体部分(或基质)是 基于镍、钴、铁或钛的金属的叶片可以具有例如，氧化铝、氧化锆、氧化钇、碳化 钛、碳化钨等的涂层。例如，该涂层的厚度在0.05mm和0.5mm之间。

涂层操作后，有时可以观察到元件基质上的涂层没有接合或剥离。通过表面处 理的方法，即，化学溶解(通过酸的方法)可以复原缺陷的部件，能够排除有缺陷 的涂层。一旦进行这种操作，就得进行新的沉积。必须依次检查该新的沉积。除了 延长生产周期外，现有技术的复原方法也有健康、安全和环境方面的缺陷。

而且，使用激光束局部地处理金属部件已经成为公开出版物的主题。

美国专利4960611公开了一种可以改正机械部件的涂层中小缺陷的方法，所述 缺陷明显地是由于尘粒或油滴。这种方法特别地为车辆的电动机架设计，所述的电 动机架涂覆有几层保护层：接合层，中间层和成品外部涂层。为了改正影响成品外 部涂层的缺陷(尘粒、油滴)，建议通过激光束辐照成品外部涂层的缺陷区，以升华 尘粒或油滴以及成品外部涂层的相邻区以在成品外部涂层中形成细微的孔穴。然后， 用修复组合物填充该孔穴，例如，通过激光束硬化它。

文献EP-A-0 504 095公开了一种用于修复燃气轮机的元件的方法，特别地是一 种修复使用中损坏的叶片的方法。在使用中，叶片受到了氧化、裂隙和金属腐蚀现 象，这些现象是由于气流中所包含的磨擦剂和腐蚀剂打击叶片。然后，高温时气流 循环的高压引起了叶片的变形。这篇文献推荐了通过向待修复的叶片表面区域上引 导激光束而修复叶片的方法。该激光束局部地熔化叶片的薄表面层，然后进行固化。 固化引起了处理层下面材料中的牵力，使叶片的这部分产生了凹形结构。通过沿着 确定的路径应用激光束，可以改装叶片。

文献DE-A-33 25 251描述了一种复原涡轮机元件的方法，该涡轮机元件包括陶 瓷层涂覆的基质，该陶瓷层通过粘合层粘接基质。该方法包括部件的控制以精确定 点具有陶瓷层接合缺陷的区域。通过能量射束，优选地电子束的方法，扫描涡轮机 元件来精确定点缺陷。能量束引起了每个缺陷区域中陶瓷层的剥落。通过剥落区域 的精磨和陶瓷材料的添加完成了缺陷的排除。

美国专利5 576 069公开了通过激光的再熔化方法，通过等离子体，氧化锆层溅 射到涂覆有接合层的金属元件上。为了处理氧化锆层中的缺陷，表面再熔化该层。 然后，应用陶瓷的悬浮液。然后，再次地表面再熔化陶瓷层。在该方法中，没有基 质或接合层的再熔化。

发明内容

本发明设计为用于克服目前所用的复原涡轮机元件的方法的缺陷。

本发明涉及一种复原涡轮机元件的方法，该涡轮机元件由基质和粘接基质的保 护涂层构成，该基质形成了元件的主体，其中该方法包括：

-涡轮机元件的控制，以精确定点保护涂层和基质之间具有接合缺陷的区域；

-保护涂层和基质之间接合缺陷的排除；

其特征在于通过向具有接合缺陷的每个区域上引导激光束，并且引起保护涂层 和下面的基质的局部熔化以在停止激光束后，在所述区域的水平上，在每个区域冷 却后，在保护涂层和基质之间能够得到可靠的接合，来排除接合缺陷。

根据特定的实施方式，在三维中，用几何学分析具有缺陷的、在涡轮机元件控 制期间被精确定点的区域，并且记录，以给激光束提供确定的路径，并且以给激光 束提供一些特征以使它能够排除每个接合缺陷。

特别地，可以尽可能快地确定涡轮机元件上激光束的路径。

根据另一个实施方式，在惰性或还原环境下，进行通过激光束引起的局部熔化。

有利地，通过光纤向具有接合缺陷的区域引导激光束。