[发明专利]一种汽轮机叶片的自动化修复方法

说明书

本发明公开了一种汽轮机叶片的自动化修复方法，涉及汽轮机叶片修复技术领域；其工艺步骤包括扫描原始叶片→三维模型→计算机逆向建模→规划切割区域和路径→切割→扫描缺口→逆向建模→缺口堆层规划→打印堆积→热处理→无损检测→加工→扫描，采用机器人3D扫描系统对确定的叶片进行扫描，再通过软件处理获得该叶片的3D模型，在该模型上定义待切割区域及路径，以全部去除损伤部位或建立要实现再制造的区域；通过实施本技术方案，可实现快速高效、高质量的解决叶片水蚀损伤修复及叶片修复升级等问题，相对传统机械加工简化了加工工艺，极大提升了叶片的现场加工效率，为汽轮机转子叶片损伤的高效智能修复及再制造确定了新方向。

技术领域

本发明涉及汽轮机叶片修复技术领域，具体地讲，涉及一种汽轮机叶片的自动化修复方法。

背景技术

汽轮机叶片的水蚀，一直是困扰本领域技术人员的重大技术难题，叶片一旦水蚀损伤后，不但会增大机组能耗，降低效率，更重要的是安全风险会急剧增大。而针对于目前汽轮机叶片水蚀情况主要有两种处理方式：一种是更换汽轮机叶片，但该方式成本非常高昂；另一种方式就是进行修复或再制造。

目前对于汽轮机末级叶片的现场修复及再制造，其主要指修复，也主要是按照相关国家标准或颁发的行业标准进行手工修复，修复过程一般是使用打磨方式消除水蚀缺陷后，再使用手工方法把缺口堆焊出来，然后再通过打磨，使其大致恢复叶片型线，仅仅主要是恢复尺寸；而对于再制造，即对叶片进行局部重构，使其在常规基体上具备特殊性能、特殊型线或型面，行业内并无相关标准及实施案例。

发明内容

为解决上述现有汽轮机叶片现场修复及再制造难度大的技术问题，本发明的目的在于提供一种汽轮机叶片的自动化修复方法，其目的在于采用机器人自动化切割、3D打印及焊后热处理等环节以实现对损伤后的叶片进行切割后再制造，通过各环节步骤层层递进实现快速高效、高质量的解决叶片水蚀损伤修复及叶片修复升级等问题，将叶片缺陷去除与焊接统一了起来，是一种简便、高效对受损叶片进行可靠修复及再制造的方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种汽轮机叶片的自动化修复方法，包括如下步骤：

1)设备准备：调整滚轮支架高度和支撑座开档距离，将含有叶片的整体转子吊装在滚轮支架上，将转子调整至水平状态，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、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：使用热处理装置对叶片堆焊区域进行焊后热处理；