[发明专利]一种修复单晶涡轮叶片的激光摆动复合功率调制方法

说明书

本发明提供的一种修复单晶涡轮叶片的激光摆动复合功率调制方法，包括以下步骤：步骤1，对修复前的单晶涡轮叶片进行失效分析，确定得到修复前的单晶涡轮叶片的缺陷类型，根据确定得到的缺陷类型将修复前的单晶涡轮叶片上发生损伤的位置处的材料进行去除，得到待修复的单晶涡轮叶片；步骤2，将得到的待修复的单晶涡轮叶片进行预处理，得到预处理后的叶片；步骤3，根据确定的缺陷类型确定材料填充方案，利用激光摆动复合功率调制法进行激光修复，得到修复后的单晶涡轮叶片；本发明提高了单晶涡轮叶片的修复质量。

技术领域

本发明属于单晶涡轮叶片再制造领域，具体涉及一种修复单晶涡轮叶片的激光摆动复合功率调制方法

背景技术

单晶高温合金由于取消了晶界，相比于多晶和定向晶高温合金具有更优异的高温力学性能，常用于先进航空发动机、舰船燃气轮机和地面发电燃气轮机最核心的热端部件涡轮叶片上。

为得到优越的热动力性能，待修复的单晶涡轮叶片设计形状复杂且加工精度要求高，因此整体制造成本高昂。其次，受制造能力的制约，待修复的单晶涡轮叶片的生产数量越来越无法满足高端军民装备的大量需求。此外，待修复的单晶涡轮叶片在服役时受高温、高压、燃气冲击、高频/低频振动等极端条件影响，易产生裂纹、磨损、腐蚀、掉块等损伤，这使其需求变得更为迫切。因此对受损待修复的单晶涡轮叶片进行修补使其重复使用，进而延长待修复的单晶涡轮叶片的服役寿命，具有重要的经济和社会价值。

在目前的修复技术中，钎焊引入了与基体成分不同的低熔点钎料，导致在修复区域易产生脆性相，降低了修复区域的高温力学性能。钨极氩弧焊在修复时钨的蒸发易使修复后的区域引入杂质，产生与基体取向不同的杂晶；另外由于钨极氩弧焊难以提供高的温度梯度，增加了成分过冷并加剧了杂晶的产生，影响修复区域的高温力学性能。传统的激光修复是以非摆动的形式进行，可提供高的温度梯度，获得稳定的单晶外延生长组织，但其单次修复区域范围小，整体修复效率低，此外一定尺寸缺陷下修复路径设计复杂且修复过程中潜在风险高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修复单晶涡轮叶片的激光摆动复合功率调制方法，解决了现有技术中存在的上述不足。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种修复单晶涡轮叶片的激光摆动复合功率调制方法，包括以下步骤：

步骤1，对修复前的单晶涡轮叶片进行失效分析，确定得到修复前的单晶涡轮叶片的缺陷类型，根据确定得到的缺陷类型将修复前的单晶涡轮叶片上发生损伤的位置处的材料进行去除，得到待修复的单晶涡轮叶片；

步骤2，将得到的待修复的单晶涡轮叶片进行预处理，得到预处理后的叶片；

步骤3，根据确定的缺陷类型确定材料填充方案，利用激光摆动复合功率调制法进行激光修复，得到修复后的单晶涡轮叶片。

优选地，步骤1中，确定损伤单晶涡轮叶片的缺陷类型为裂纹、杂晶、磨损、腐蚀或掉块。

优选地，步骤1中，根据确定得到的缺陷类型将修复前的单晶涡轮叶片上发生损伤的位置处的材料进行去除，得到待修复的单晶涡轮叶片；

将修复前的单晶涡轮叶片上发生损伤的位置处的材料进行去除，具体地：

沿着单晶基体磨削损耗最小的预设路线进行切割，且切面距离损伤部位大于等于1.5mm。

优选地，步骤3中，根据确定的缺陷类型确定材料填充方案，具体方法是：

若缺陷为杂晶或表面微裂纹时，则在待修复区域进行激光重熔；

若缺陷为裂纹、磨损、腐蚀或掉块时，则在待修复区域预置金属粉末或块体。

优选地，步骤3中，根据确定的缺陷类型确定材料填充方案，具体方法是：