一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法技术

本发明专利技术涉及一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法，包括以下步骤：S1、缺陷打磨；S2、抽真空；S3、路径规划：采用六轴机械手对叶片打磨部位的复杂型面进行路径规划，路径规划采用短距离Z字形熔覆路径；S4、激光熔覆：对零件打磨区域进行激光熔覆，熔覆粉末的粒度为‑100～+325目，熔覆工艺参数：激光熔覆的功率为300～500W，激光光斑直径为1.0～1.2 mm，送粉量为1～2g/min，扫描速度为3～5mm/s，层高为0.2～0.5mm/层，搭接率为40～60%；S5、手工打磨；S6、检查：修复后的零件进行X光、荧光检查，若无裂纹，则满足修理要求，若仍有裂纹，则重复步骤S1～S5。本发明专利技术的优点在于：修复合格率高达95%以上，修理成本低、周期短。

Laser cladding repairing method for large aircraft engine fan casing welding component of stator blade damage

The present invention relates to a laser cladding repairing method for large aircraft engine fan casing welding component of stator blade damage, which comprises the following steps: S1, S2, vacuum polishing defects; S3; path planning: the complex type six axis manipulator on the blade surface of grinding parts for path planning, path planning with short distance the shape of Z cladding path; S4, laser cladding, laser cladding on the parts grinding area, size of the cladding powder for 100 ~ +325, the cladding process parameters: power laser cladding is 300 ~ 500W, laser spot diameter is 1 ~ 1.2 mm, powder feed rate is 1 ~ 2g/min, the scanning speed is 3 ~ 5mm/s, the height of 0.2 ~ 0.5mm/ layer, the overlap rate is 40 ~ 60%; S5, S6, hand polished; check: repair parts after X light and fluorescence examination, if there is no crack, then meet the repair requirements, if there is still The crack is repeated step S1 to S5. The invention has the advantages that the repair qualification rate is higher than 95%, the repair cost is low and the cycle is short.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机维修领域，特别是一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法。
技术介绍
航空发动机风扇机匣焊接组件静子叶片是压气机中的重要部件之一，起着整流扩压，提高发动机效率的作用。其长时间受到气流冲刷及承受被异物打伤的风险，使得故障率高，主要损伤模式为异物打伤。由于叶片与机匣焊接为一体，外径最大尺寸达到1000mm，该静子叶片材料为钛合金TC4，损伤处处主要在叶片进气边，进气边属于复杂空间曲面构造，相邻叶片距离小于50mm，且叶片厚度最薄处约0.5mm，常规氩弧焊不能在焊接过程中实时调整热量输入，难以实现空间曲面焊接，且焊接过程中出现咬边等现象。针对复杂空间曲面构造的静子叶片的仿形修复，国内外主要采用激光熔覆技术，目前国内外公开报道的压气机叶片的修理主要针对单个叶片的修理，尚无公开报道航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片异物打伤的修理。大型风扇机匣焊接组件静子叶片修理同单个叶片修理具有如下不同：第一，大型风扇机匣焊接组件静子叶片修理需要制定特定尺寸的气氛保护箱，实现在气氛保护下进行激光熔覆；第二，大型风扇机匣焊接组件静子叶片相对位置已经固定，有些部位可达性差，需要具有多自由度的激光熔覆设备材料实现熔覆。因此，传统单轴或三轴控制系统的激光熔覆设备难以实现大型风扇机匣焊接组件的激光熔覆。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法，通过气氛手套箱和六轴机械手采用激光熔覆的方式对静子机匣进行修复，修复合格率高，成本低且周期短。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法，包括以下步骤：S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被异物打伤的缺陷部位；S2、抽真空：将零件装入气氛手套箱中，打开手套箱的抽气设备，采用氩气清洗的方式进行抽真空，当手套箱中的氧含量小于10ppm后停止抽真空，然后充入1个大气压的氩气；S3、路径规划：采用六轴机械手对叶片打磨部位的复杂型面进行路径规划，路径规划采用短距离Z字形熔覆路径；S4、激光熔覆：对零件打磨区域进行激光熔覆，熔覆粉末的粒度为-100～+325目，熔覆工艺参数：激光熔覆的功率为300～500W，激光光斑直径为1.0～1.2mm，送粉量为1～2g/min，扫描速度为3～5mm/s，层高为0.2～0.5mm/层，搭接率为40～60%；S5、手工打磨：手工打磨熔覆表面，满足表面粗糙度不低于Ra0.5；S6、检查：修复后的零件进行X光、荧光检查，若无裂纹，则满足修理要求，若仍有裂纹，则重复步骤S1～S5。步骤S4中，所述熔覆粉末为钛合金TC4粉末。步骤S4中，每层的功率实行递减模式，单层递减量为30W。本专利技术具有以下优点：1、通过使用小能量输入的激光熔覆和多自由度机器人，有效避免了在常规修理方式中出现的咬边、性能差、修复可达性差等问题，大大提高了焊接组件静子叶片的修理能力，合格率达到95%以上，修理成本低、周期短。2、采用短距离Z字形熔覆路径，降低熔覆层的热应力，进一步提高修复质量。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。【实施例1】：一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法，包括以下步骤：S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被异物打伤的缺陷部位；S2、抽真空：将零件装入气氛手套箱中，打开手套箱的抽气设备，采用氩气清洗的方式进行抽真空，当手套箱中的氧含量小于10ppm后停止抽真空，然后充入1个大气压的氩气；S3、路径规划：采用六轴机械手对叶片打磨部位的复杂型面进行路径规划，路径规划采用短距离Z字形熔覆路径；S4、激光熔覆：对零件打磨区域进行激光熔覆，熔覆粉末的粒度为-100～+325目（能过100目筛，但不能过325目筛，即在100目至325目之间的粉体），熔覆工艺参数：激光熔覆的功率为500W，激光光斑直径为1.0mm，送粉量为1g/min，扫描速度为3mm/s，层高为0.5mm/层，搭接率为40%；S5、手工打磨：手工打磨熔覆表面，满足表面粗糙度不低于Ra0.5；S6、检查：修复后的零件进行X光、荧光检查，若无裂纹，则满足修理要求，若仍有裂纹，则重复步骤S1～S5。步骤S4中，所述熔覆粉末为钛合金TC4粉末。步骤S4中，每层的功率实行递减模式，单层递减量为30W。【实施例2】：一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法，包括以下步骤：S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被异物打伤的缺陷部位；S2、抽真空：将零件装入气氛手套箱中，打开手套箱的抽气设备，采用氩气清洗的方式进行抽真空，当手套箱中的氧含量小于10ppm后停止抽真空，然后充入1个大气压的氩气；S3、路径规划：采用六轴机械手对叶片打磨部位的复杂型面进行路径规划，路径规划采用短距离Z字形熔覆路径；S4、激光熔覆：对零件打磨区域进行激光熔覆，熔覆粉末的粒度为-100～+325目，熔覆工艺参数：激光熔覆的功率为400W，激光光斑直径为1.1mm，送粉量为1.5g/min，扫描速度为4mm/s，层高为0.35mm/层，搭接率为50%；S5、手工打磨：手工打磨熔覆表面，满足表面粗糙度不低于Ra0.5；S6、检查：修复后的零件进行X光、荧光检查，若无裂纹，则满足修理要求，若仍有裂纹，则重复步骤S1～S5。步骤S4中，所述熔覆粉末为钛合金TC4粉末。步骤S4中，每层的功率实行递减模式，单层递减量为30W。【实施例3】：一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法，包括以下步骤：S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被异物打伤的缺陷部位；S2、抽真空：将零件装入气氛手套箱中，打开手套箱的抽气设备，采用氩气清洗的方式进行抽真空，当手套箱中的氧含量小于10ppm后停止抽真空，然后充入1个大气压的氩气；S3、路径规划：采用六轴机械手对叶片打磨部位的复杂型面进行路径规划，路径规划采用短距离Z字形熔覆路径；S4、激光熔覆：对零件打磨区域进行激光熔覆，熔覆粉末的粒度为-100～+325目，熔覆工艺参数：激光熔覆的功率为300W，激光光斑直径为1.2mm，送粉量为2g/min，扫描速度为5mm/s，层高为0.2mm/层，搭接率为60%；S5、手工打磨：手工打磨熔覆表面，满足表面粗糙度不低于Ra0.5；S6、检查：修复后的零件进行X光、荧光检查，若无裂纹，则满足修理要求，若仍有裂纹，则重复步骤S1～S5。步骤S4中，所述熔覆粉末为钛合金TC4粉末。步骤S4中，每层的功率实行递减模式，单层递减量为30W。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被异物打伤的缺陷部位；S2、抽真空：将零件装入气氛手套箱中，打开手套箱的抽气设备，采用氩气清洗的方式进行抽真空，当手套箱中的氧含量小于10 ppm后停止抽真空，然后充入1个大气压的氩气；S3、路径规划：采用六轴机械手对叶片打磨部位的复杂型面进行路径规划，路径规划采用短距离Z字形熔覆路径；S4、激光熔覆：对零件打磨区域进行激光熔覆，熔覆粉末的粒度为‑100～+325目，熔覆工艺参数：激光熔覆的功率为300～500W，激光光斑直径为1.0～1.2 mm，送粉量为1～2g/min，扫描速度为3～5mm/s，层高为0.2～0.5mm/层，搭接率为40～60%；S5、手工打磨：手工打磨熔覆表面，满足表面粗糙度不低于Ra0.5；S6、检查：修复后的零件进行X光、荧光检查，若无裂纹，则满足修理要求，若仍有裂纹，则重复步骤S1～S5。

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机大型风扇机匣焊接组件静子叶片损伤的激光熔覆修复方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被异物打伤的缺陷部位；S2、抽真空：将零件装入气氛手套箱中，打开手套箱的抽气设备，采用氩气清洗的方式进行抽真空，当手套箱中的氧含量小于10ppm后停止抽真空，然后充入1个大气压的氩气；S3、路径规划：采用六轴机械手对叶片打磨部位的复杂型面进行路径规划，路径规划采用短距离Z字形熔覆路径；S4、激光熔覆：对零件打磨区域进行激光熔覆，熔覆粉末的粒度为-100～+325目，熔覆工艺参数：激光熔覆的功率为300～500W，激光光斑直径为1.0～1.2m...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭双全，罗奎林，刘瑞，何勇，张铀，
申请(专利权)人：中国人民解放军第五七一九工厂，
类型：发明
国别省市：四川;51