激光焊接在發(fā)動(dòng)機(jī)翻修中的應(yīng)用

激光加工是利用高輻射強(qiáng)度的激光束 ，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦(聚焦后的功率密度可達(dá)到10*4~10*11w/cm2)，對(duì)工件加工部位施加高溫的熱加工技術(shù)。激光束的能量可使合金中的高熔點(diǎn)相、夾雜物等完全熔化。激光加工可在大氣中進(jìn)行，也可在真空中進(jìn)行。對(duì)于一些特殊的合金(如鈦合金)，無需在真空狀態(tài)下進(jìn)行激光加工，只需吹保護(hù)性氣體(對(duì)于鎳基合金和欽合金采用氨氣或氮?dú)?�；�體材料熔化區(qū)可限制在幾十微米，甚至更薄的范圍。激光熔敷層產(chǎn)生的熱影響區(qū)的厚度大約是熔敷層厚度的1/10(0.10-0.25mm)，這就意味著熱影響區(qū)很窄。
激光熔敷和焊接技術(shù)優(yōu)勢(shì)
    激光熔敷多用于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的恢復(fù)尺寸修復(fù)，與其他形式的堆焊相比，該技術(shù)優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(1) 激光熔敷加工精度高，易于實(shí)現(xiàn)近凈成形和后續(xù)精加工。如果采用TIG堆焊，堆焊的寬度與高度不易控制，后續(xù)精加工余量過大，且熱影響區(qū)大。
(2) 激光熔敷加工易于數(shù)字化控制，可加工幾何形狀復(fù)雜的零部件。若采用手工焊接，在穩(wěn)定性和質(zhì)量上都無法滿足要求。
(3) 采用高效的自動(dòng)化激光熔敷技術(shù)，可以有效地減小熱影響區(qū)，降低葉片裂紋的產(chǎn)生，產(chǎn)品的一次合格率可以穩(wěn)定在95%以上，而采用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)工藝(TIG堆焊)則相差甚遠(yuǎn)。
(4) 激光熔敷可以在氫氣保護(hù)下進(jìn)行，而無需真空環(huán)境。與電子束堆焊相比，加工效率更高，設(shè)備維護(hù)更方便。
國(guó)外的應(yīng)用現(xiàn)狀
   激光熔敷技術(shù)主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、導(dǎo)向葉片和氣路封嚴(yán)系統(tǒng)的零部件修理。以下是國(guó)外一些公司應(yīng)用激光熔敷技術(shù)的情況。
(1) 英國(guó)羅-羅公司
    激光熔敷在燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件制造上的運(yùn)用，應(yīng)首推羅一羅公司。該公司于1981年就采用此工藝對(duì)RB211發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片冠部阻尼面進(jìn)行鉆基耐磨合金敷層強(qiáng)化處理。在羅一羅公司資助下，英國(guó)諾丁漢大學(xué)已經(jīng)開發(fā)出葉片修理系統(tǒng)，并在羅-羅公司大修中心得到應(yīng)用，維修的范圍有壓氣機(jī)葉尖，渦輪葉片封嚴(yán)蓖齒等。
(2) 美國(guó)普惠公司
    普惠公司繼羅-羅公司之后進(jìn)一步發(fā)展了激光熔敷技術(shù)，成功地建立了兩條自動(dòng)化激光熔敷生產(chǎn)線，在JT8D和JT9D兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的第一級(jí)和第二級(jí)的PWA1455合金材料的轉(zhuǎn)子葉片鋸齒冠阻尼面上，制備出高質(zhì)量的鉆基耐磨合金層。
    普惠公司在美國(guó)空軍項(xiàng)目(IMIP計(jì)劃)資助下，建立了渦輪葉片激光焊接加工中心，可以完成渦輪葉片所需部件的自動(dòng)激光焊接，如JTgD與Flo的二級(jí)渦輪轉(zhuǎn)子葉片和V2500、F100與PW2037的渦輪導(dǎo)向葉片等。