用于转子叶片和构件的使用添加制造的修理方法技术

提供了用于修理金属基底的表面的方法，其可包括制备金属基底的表面用于修理；将基础层熔化附接到金属基底的表面上；经由添加制造将第一材料的多个第一层熔合于基础涂层；经由添加制造由第一材料和第二材料形成互锁过渡区；以及经由添加制造将第二材料的多个第二层熔合在互锁过渡区上。互锁过渡区可具有多个凸起，其分别从多个第一层和多个第二层交替地延伸，以将多个第一层不可拆卸地联接于多个第二层。还提供了一种修理的金属基底。

Use of additive manufacturing methods for rotor blades and components

A method for repairing the surface of the metal substrate is provided, which may include surface preparation of metal substrate for repair; the base layer is attached to the surface of the metal base to melt; manufacturing the first material via addition of a plurality of first layer fused to the base coating; by additive manufacturing is formed of a first material and a second material interlocking transition area; and through adding the second material manufacturing more than second layers of fusion in the interlocking transition zone. The interlocked transition region may have a plurality of projections extending alternately from a plurality of first and second layers to detachably connect a plurality of first layers to a plurality of second layers. A metal substrate for repair is also provided.

【技术实现步骤摘要】
用于转子叶片和构件的使用添加制造的修理方法
本专利技术大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于此类发动机中的涡轮喷嘴节段的修理。
技术介绍
在制造中，通常合乎需要的是连结两个或更多个构件来产生单个部件。然而，连结构件的当前方法通常导致较差的机械性质，不论这些构件是否由相同或不类似的材料制成。例如，连结两个构件的现有技术的方法可包括金属熔化过程，如焊接或硬钎焊，使用机械紧固件如铆钉或螺钉，或施加结构粘合剂和使其固化。这些接头可展现较差的物理性质，并且提供弱机械联结，如较差的剪切联结或粘合。由于那些区域中的集中应力，故这些接头还可倾向于沿材料过渡线或平面的裂缝开始和传播。此外，在一些应用中，合乎需要的是具有允许连结构件之间的一些相对移动的接头。例如，不是柔韧或柔性的两个或更多个构件之间的接头可展现关于接头的疲劳耐久性、抗冲击性和总体寿命的问题。在其中构件或连结材料具有不同热膨胀系数的情况下，不允许相对移动的接头不可补偿热增长失配，因此导致接头在某些温度环境中的失效。此外，在连结构件之间延伸的冷却孔可为合乎需要的。然而，取决于接头和构件的方位和构造，不可为可能的是，使用当前的方法(如，钻孔或机加工)在不损害接头的完整性的情况下形成冷却孔。不可为可能的是，例如在孔在接头自身内的情况下，或在钻取孔可另外弱化接头的情况下，产生冷却孔。因此，具有改进的结构完整性的连结两个或更多个构件的方法是合乎需要的。更具体而言，用于形成允许构件之间的相对移动或包括冷却孔(如果期望)，同时仍提供强机械联结的接头的方法将是特别有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本专利技术的实践学习。大体上提供了用于修理金属基底的表面的方法。在一个实施例中，该方法包括制备金属基底的表面用于修理；将基础层熔化附接到金属基底的表面上；经由添加制造将第一材料的多个第一层熔合于基础涂层；经由添加制造由第一材料和第二材料形成互锁过渡区；以及经由添加制造将第二材料的多个第二层熔合在互锁过渡区上。互锁过渡区具有多个凸起，其分别从多个第一层和多个第二层交替地延伸，以将多个第一层不可拆卸地联接于多个第二层。大体上还提供了一种修理的金属基底。在一个实施例中，修理的金属基底包括限定表面的金属基底；附接于金属基底的表面的基础涂层；附接于基础涂层的第一构件，其中第一构件包括第一材料的多个熔合层；包括第二材料的多个熔合层的第二构件；以及互锁过渡区，其包括分别从第一构件和第二构件交替地延伸以不可拆卸地联接第一构件和第二构件的多个凸起。技术方案1.一种用于金属基底的表面的修理方法，包括：制备所述金属基底的所述表面用于修理；将基础层熔化附接到所述金属基底的所述表面上；经由添加制造将第一材料的多个第一层熔合于所述基础涂层；经由添加制造由所述第一材料和第二材料形成互锁过渡区；以及经由添加制造将所述第二材料的多个第二层熔合在所述互锁过渡区上，其中所述互锁过渡区包括多个凸起，其分别从所述多个第一层和所述多个第二层交替地延伸，以将所述多个第一层不可拆卸地联接于所述多个第二层。技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，制备所述金属基底的所述表面用于修理包括将凹槽生成到所述金属基底的所述表面中。技术方案3.根据技术方案2所述的方法，其特征在于，所述凹槽机加工到所述金属基底的所述表面中。技术方案4.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，将基础层熔化附接到所述金属基底的所述表面上包括将所述基础涂层硬钎焊到所述金属基底的所述表面上。技术方案5.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述基础涂层包括金属涂层。技术方案6.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述基础涂层包括与所述金属基底的成分大致相同的金属。技术方案7.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述基础涂层经由添加制造形成。技术方案8.根据技术方案7所述的方法，其特征在于，所述基础涂层经由热熔合于所述基底的所述表面。技术方案9.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，熔合所述多个第一层包括相继地沉积所述第一材料的层来形成第一构件。技术方案10.根据技术方案9所述的方法，其特征在于，熔合所述多个第二层包括相继地沉积所述第二材料的层来形成第二构件。技术方案11.根据技术方案10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：经由添加制造将附加涂层形成在所述第二构件上。技术方案12.根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述附加涂层包括环境阻隔涂层。技术方案13.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述第二材料包括热障涂层材料。技术方案14.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述第二材料包括陶瓷材料。技术方案15.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述表面限定翼型件的叶片末端，并且其中所述互锁过渡区设置在所述翼型件的所述末端处。技术方案16.根据技术方案15所述的方法，其特征在于，所述多个凸起中的各个允许所述翼型件与所述叶片末端之间的相对运动。技术方案17.一种修理的金属基底，包括：限定表面的金属基底；附接于所述金属基底的所述表面的基础涂层；附接于所述基础涂层的第一构件，其中所述第一构件包括第一材料的多个熔合层；包括第二材料的多个熔合层的第二构件；以及互锁过渡区，其包括分别从所述第一构件和所述第二构件交替地延伸以不可拆卸地联接所述第一构件和所述第二构件的多个凸起。技术方案18.根据技术方案17所述的修理的金属基底，其特征在于，所述修理的金属基底还包括所述第二构件上的附加涂层。技术方案19.根据技术方案17所述的修理的金属基底，其特征在于，所述基础涂层和所述金属基底成分大致相同。技术方案20.根据技术方案17所述的修理的金属基底，其特征在于，所述多个凸起中的各个允许所述第一构件与所述第二构件之间的相对运动。本专利技术的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同描述用于阐释本专利技术的原理。附图说明包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本专利技术的完整且开放的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：图1为根据本公开的示例性实施例的互锁过渡区的透视图，其中第一构件和第二构件示为分开来提供凸起的清楚视图；图2为根据示例性实施例的具有轴和球柄凸起的互锁过渡区的侧视图；图3为根据示例性实施例的具有梯形凸起的互锁过渡区的侧视图；图4为根据示例性实施例的具有长形轴和球柄凸起的互锁过渡区的侧视图；图5为根据示例性实施例的具有轴和球柄凸起的互锁过渡区的侧视图，其中硬钎焊材料用作第一构件与第二构件之间的粘合剂；图6为根据示例性实施例的具有延伸穿过的冷却孔的非平面互锁过渡区的侧视图；图7示出了使用互锁过渡区的修理的基底；图8示出了特别适合于本公开的修理方法的示例性涡轮叶片；以及图9示出了图8的示例性涡轮叶片的修理的末端。本说明书和附图中的附图标记的重复使用旨在表示本专利技术的相同或相似的特征或元件。部件列表10互锁过渡区12第一构件14第二构件16凸起18轴20球柄22第一构件表面24第二构件表面26间隙28梯形凸起30长形凸起32长形轴34相对运动箭头36接头粘合层38冷却孔70修理的基底71表面72基础本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于金属基底的表面的修理方法，包括：制备所述金属基底的所述表面用于修理；将基础层熔化附接到所述金属基底的所述表面上；经由添加制造将第一材料的多个第一层熔合于所述基础涂层；经由添加制造由所述第一材料和第二材料形成互锁过渡区；以及经由添加制造将所述第二材料的多个第二层熔合在所述互锁过渡区上，其中所述互锁过渡区包括多个凸起，其分别从所述多个第一层和所述多个第二层交替地延伸，以将所述多个第一层不可拆卸地联接于所述多个第二层。

【技术特征摘要】
2015.10.20 US 14/8874811.一种用于金属基底的表面的修理方法，包括：制备所述金属基底的所述表面用于修理；将基础层熔化附接到所述金属基底的所述表面上；经由添加制造将第一材料的多个第一层熔合于所述基础涂层；经由添加制造由所述第一材料和第二材料形成互锁过渡区；以及经由添加制造将所述第二材料的多个第二层熔合在所述互锁过渡区上，其中所述互锁过渡区包括多个凸起，其分别从所述多个第一层和所述多个第二层交替地延伸，以将所述多个第一层不可拆卸地联接于所述多个第二层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述金属基底的所述表面用于修理包括将凹槽生成到所述金属基底的所述表面中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将基础层熔化附接到所述金属基底的所述表面上包括将所述基础涂层硬钎焊到所述金属基底的所述表面上。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基础涂层包括金属涂层。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基础涂层经...

【专利技术属性】
技术研发人员：HC罗伯茨，RW小阿尔布雷奇特，MJ麦克卡伦，PA弗林，MFX小吉利奥蒂，EA埃斯蒂尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US