[发明专利]一种汽轮机叶片的自动化修复方法

权利要求书

1.一种汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)设备准备：调整滚轮支架高度和支架开档距离，将含有叶片的整体转子吊装在滚轮支架上，将转子调至水平状态，并将转子轴的一端与滚轮支架的动力盘连接，同时将机器人、滚轮支架及切割设备的电缆连接好；

2)焊前预处理：选取具有损伤的叶片作为标样叶片，去除该标样叶片基体表面杂质，以使其具备扫描条件；或按照要求布置好3D扫描所需的点标，以保证3D扫描设备能够顺利检测；

3)3D扫描并建模：利用3D扫描设备对选定好的叶片进行3D扫描，并通过计算机配套的逆向工程、路径规划软件获得叶片需要切割的部位并规划出切割路径；

4)切割：利用机器人按照设定的切割部位及切割路径进行切割；

5)无损检测：步骤4)切割完成后，对切割部位表面进行渗透检测，以确认损伤部位被完全切割去除，即确定标样叶片的完整切割区域和路径；

6)焊前扫描；对切割后的叶片缺口进行3D扫描，并通过计算机逆向工程软件及路径规划软件处理后形成堆积轨迹路径，并编制焊接程序，设置好焊接设备的焊接参数；

7)焊接：对叶片切割缺口区域进行3D打印，按照规划焊接路径，机器人自动按照所述规划路径对切割缺口进行逐层堆焊打印；

8)滚轮架旋转：在选定叶片焊接完成后，使滚轮支架按照程序自动旋转一定角度，将焊接后的叶片旋转离开该焊接工位，再对旋转至该焊接工位的叶片，重复执行步骤3)至步骤7)，以此重复，实现所有叶片的打印修复；

9)焊后热处理：使用预设热处理装置对叶片堆焊区域进行焊后热处理；

10)焊后加工：对步骤9)处理完成后叶片进行3D扫描，将扫描数据的模型与原始态扫描模型或新设计的3D模型进行对比检查，采用机械加工、抛光加工去除余量，直至满足公差要求，从而实现整个叶片的修复。

2.根据权利要求1所述的汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：步骤4)中切割采用水刀切割或等离子水雾切割或激光切割中的一种，以使切割时叶片基体温度＜200℃，热影响区＜0.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：步骤4)中切割过程中采用将预制好的挡板放置在被切割叶片背后进行保护，用于防止叶片被切割穿透的过程中损伤其它叶片。

4.根据权利要求1所述的汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：步骤7)焊接采用激光、等离子、微弧等离子、高频次脉冲、脉冲冷焊或氩弧焊中焊接热源的一种对切割缺口进行逐层堆焊打印。

5.根据权利要求1所述的汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：步骤2)选择损伤最大的叶片作为切割标样，其3D切割轨迹路径可在修正后覆盖其它同一级叶片的切割。

6.根据权利要求4所述的汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：步骤7)焊接过程中，通过热像仪实时观察熔池温度。

7.根据权利要求1所述的汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：步骤7)通过软件控制的机器人实现对切割缺口进行3D打印，形成的堆层宽度大于叶片切割截面的界面宽度。

8.根据权利要求1所述的汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：当步骤5)无损检测确认损伤部位没有被完全切割去除时，需调整切割区域，重新执行步骤4)切割过程，至到步骤5)无损检测合格。

9.根据权利要求8所述的汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：当步骤5)切割后对叶片基体切割面进行检查能够满足焊接要求时，不需要修复切割路径；当步骤5)切割后的叶片基体不满足焊接要求时，需修复3D模型中的切割区域和切割路径，至到步骤5)无损检测确认损伤部位被完全切割去除。

10.根据权利要求1所述的汽轮机叶片的自动化修复方法，其特征在于：步骤10)中在机械加工前还包括对加工后的叶片进行无损检测，无损检测包含有硬度检测、金相检测、超声波检测、渗透检测、射线检测、静频率检测以及叶片3D扫描的尺寸检测。