[发明专利]一种航空发动机和燃气轮机功能涂层电火花数控沉积制备与修复控制方法

摘要

本发明涉及一种航空发动机和燃气轮机功能涂层电火花数控沉积制备与修复控制方法，本发明为了解决点焊式电火花数控沉积工艺因过多空行程带来的效率低下的问题。本发明基于电火花—计算机集成沉积系统，采用电火花数控沉积工艺，控制电极在基体上进行直线沉积，获得相应的放电间隙和电极消耗规律，将二者带入参数化程序中，输出利用近恒间隙式沉积方法的数控沉积G代码程序，完成航空发动机和燃气轮机功能涂层的近恒间隙式沉积制备与修复。本发明所述一种航空发动机和燃气轮机功能涂层电火花数控沉积制备与修复控制方法，既能实现航空发动机和燃气轮机功能涂层制备与修复过程的精确控制，又可提高沉制备和修复效率，具有极为广阔的工业应用前景。

主权项

1.在一种航空发动机和燃气轮机功能涂层电火花数控沉积制备与修复控制方法，即利用近恒间隙式沉积方法制备和修复涂层，其特征在于，所述一种航空发动机和燃气轮机功能涂层电火花数控沉积制备与修复控制方法主要包括以下步骤：步骤一：在点焊式沉积方法基础上，提出一种沉积效率更高的近恒间隙式沉积方法；近恒间隙式沉积方法的具体步骤为：步骤一一：数控沉积程序控制电极以定位速度快速定位至工件表面上方；步骤一二：数控沉积程序控制电极以接近速度接近工件表面，并下行接触工件放电；步骤一三：数控沉积程序控制电极以提升速度回到工件上方既定高度完成引弧；步骤一四：数控沉积程序控制电极保持电极与工件之间间隙近似恒定，从而维持电极与工件之间的持续放电过程，同时以沉积速度实施沉积，直至运行到终点完成沉积；步骤一五：数控沉积程序控制电极以返回速度返回至数控机床参考点；步骤二：利用电极在工件上进行直线沉积，获得相应的放电间隙和电极长度消耗规律，将二者带入参数化编程中，输出利用近恒间隙式沉积方法的数控沉积G代码程序；放电间隙和电极长度消耗规律按如下步骤确定：步骤二一：开启数控铣床；步骤二二：关闭电火花沉积电源，将万用表调至蜂鸣器档位，万用表两个测试笔分别连接电极和工件；步骤二三：操作数控铣床使电极与工件选定位置相接触短路，以万用表蜂鸣为电极与工件短路标志，在数控铣床上记下此时Z轴坐标值；步骤二四：去掉万用表，打开电火花沉积电源并设置好沉积参数；步骤二五：编制直线或往复式折线（如图2所示）沉积程序，按照如下步骤三实施沉积；步骤二六：通过反复试验，找出最佳沉积电压、沉积电流、沉积频率、沉积电容、定位速度、接近速度、提升速度、沉积速度和返回参考点速度，以获得最佳的沉积质量和涂层成形质量；步骤二七：沉积结束后，按照所述步骤二二和步骤二三重新测量电极与工件选定位置短路情况下的Z轴坐标值；步骤二八：以步骤二三和步骤二七两个Z轴测量值之差的绝对值除以沉积路径长度，即为放电间隙消耗规律或电极长度变化规律；步骤二九：将电极长度变化规律编制在数控沉积程序中，以实时补偿放电间隙波动，维持放电间隙接近恒定；步骤三：采用电火花数控沉积工艺以近恒间隙式沉积方法在工件表面制备直线或往复式折线涂层，具体步骤如下；步骤三一：将金属棒状电极装入专用沉积刀柄；步骤三二：将专用沉积刀柄装入数控铣床主轴；步骤三三：将电火花沉积电源正极接到所述沉积刀柄上；步骤三四：将工件装夹到夹具上；步骤三五：将电火花沉积电源负极连接到工件或夹具上；步骤三六：将采用近恒间隙式沉积方法编制的往复式参数化沉积数控程序输入到数控铣床的数控系统中；步骤三七：根据工艺要求，设置在步骤二六中获得的优化的沉积参数值，将其赋值在沉积程序中，并在工件上设置工件坐标系；步骤三八：将氩气接入沉积区域，使沉积过程中，放电区域始终受到氩气保护；步骤三九：开机运行参数化沉积数控程序，执行沉积；步骤三十：沉积完毕，卸下工件。