本发明专利技术涉及燃烧罩盖流出板激光焊接修理。公开了一种用于修改或修理诸如用于燃气涡轮机的燃烧罩盖流出板(110)的金属构件的过程。该方法包括在金属构件中产生槽口或凹槽(130)，以及在槽口或凹槽(130)中沉积填充材料(140)。对填充材料(140)应用脉冲激光(310)。脉冲激光(310)具有足以对金属构件和填充材料(140)应用热量以使金属构件和填充材料(140)的至少一部分熔化、以便将填充材料(140)焊接到金属构件上以及修理或修改该金属构件的功率、频率和脉冲宽度。脉冲激光(310)的各种操作参数可配置成以便减少不合需要的加热影响。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体涉及金属构件的修改，且更具体地涉及用于修理燃气涡轮机的金属构 件-诸如例如燃烧罩盖流出板(effusion plate)的损伤的过程。
技术介绍
燃气涡轮机典型地包括在该燃气涡轮机的操作期间经受损伤的各种金属构件。对 于由金属薄板形成的包括多个通孔的金属构件尤其是这样。例如，用于燃烧室组件中的燃 烧罩盖流出板通常由于燃烧室组件中的燃烧产生的动态加载而经受损伤，例如裂缝或裂 痕。合乎需要的是修理这种损伤而不必更换整个金属构件。以前，已经进行了使用标准MIG(金属惰性气体)或TIG(钨惰性气体)焊接技术 对这种损伤的焊接修理，取得了有限的成功。MIG或TIG焊接过程所造成的更高的热影响通 常导致裂缝传播和难以遏制损伤。例如，由这种MIG和TIG焊接技术产生的热影响区通常 交迭到流出板的未受损区域中，这可导致更多的损伤。还已知钎焊过程用于修理燃气涡轮机的金属构件的损伤。钎焊典型地比MIG或 TIG焊接更成功。但是，由于必须的清洁和钎焊炉周期的原因，钎焊更加昂贵和耗时。此外， 通常难以在原位置执行钎焊技术，从而使得对受损物品的便利和及时的修理更加困难。因此，解决了与MIG/TIG焊接和钎焊相关联的至少某些现有的缺点的、用于修理 燃气涡轮机的金属构件的过程将是有用的。
技术实现思路
在以下描述中将部分地阐述本专利技术的方面和优点，或者根据该描述，这些方面和 优点可为显而易见的，或者可通过本专利技术的实践来学习这些方面和优点。本专利技术的一个示例性实施例提供了一种用于修改金属构件的方法。该方法包括在 金属构件上的一定位置上、在金属构件中产生凹槽。该方法进一步包括在凹槽中沉积填充 材料，以及对填充材料应用脉冲激光。脉冲激光具有足以对金属构件和填充材料应用热量 以及使它们熔化的功率、频率和脉冲宽度。来自脉冲激光的热量起作用来将填充材料焊接 到金属构件上，以修改金属构件。可对本专利技术的这个示例性实施例作出各种添加或修改。例如，本专利技术的另一个示例性实施例提供了一种用于修理燃气涡轮机的金属构件 的方法。该方法包括融合来自金属构件的裂痕，以在该金属构件中产生槽口。该方法进一 步包括在槽口中沉积填充材料，以及将脉冲激光引导到填充材料上。该脉冲激光具有足以 对金属构件和填充材料应用热量以及使它们熔化的功率、频率和脉冲宽度。来自脉冲激光 的热量将填充材料焊接到金属构件上，以修改该金属构件。本专利技术的又一个示例性实施例提供了一种修改用于燃气涡轮机的燃烧罩盖流出 板的方法。该方法包括融合来自流出板的裂痕，以在该流出板中产生槽口。该方法包括在槽 口中沉积填充材料，以及将脉冲激光引导到填充材料上。脉冲激光具有约3. 5Hz至约20Hz的频率、约4. Oms至约15. Oms的脉冲宽度和约0. 4mm/秒至约1. 5mm/秒的行进速度。脉冲 激光产生足以熔化填充材料并且将填充材料焊接到流出板上以修改该流出板的热量。参看以下描述和所附的权利要求书，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变 得更好理解。结合在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例， 且与描述一起起到解释本专利技术的原理的作用。附图说明在说明书中阐述了针对本领域的技术人员的本专利技术的完整且能够实施的公开，说 明书参照了附图，在附图中图1描绘了可用于燃气涡轮机的燃烧室组件中的示例性燃烧罩盖流出板的平面 图；图2描绘了可用于燃气涡轮机的燃烧室组件中的示例性燃烧罩盖流出板的示例 性损伤；图3描绘了根据本公开的一个示例性实施例在示例性燃烧罩盖流出板中的损伤 的位置处产生槽口或凹槽；图4描绘了根据本公开的一个示例性实施例应用脉冲激光来将填充材料焊接到 示例性燃烧罩盖流出板上；图5描绘了根据本公开的一个示例性实施例的、用于修理示例性燃烧罩盖流出板 中的部分壁厚度的裂缝的示例性激光焊接修理过程的截面图；以及图6描绘了根据本公开的一个示例性实施例的、用于修理示例性燃烧罩盖流出板 中的贯通壁厚度的裂缝的示例性激光焊接修理过程的截面图。部件列表100流出板105开口110流出冷却孔120裂缝或裂痕、损伤、受损部分130槽口或凹槽140a,b,c,d 填充材料145垫片材料155填料条200加工工具300激光焊接机310脉冲激光320热影响区具体实施例方式为了提供如本文所描述的有利改进，本专利技术提供了一种修理燃气涡轮机的金属构 件的方法。出于描述本专利技术的目的，现在将对本专利技术的实施例进行详细参照，在图中示出了 本专利技术的实施例的一个或多个实例。各个实例是以解释本专利技术而非限制本专利技术的方式提供的。实际上，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可在本专利技术中作出各种修改和变化， 而不偏离本专利技术的范围或精神。例如，说明或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一 个实施例结合起来使用，以产生又一个实施例。因而，意图的是本专利技术覆盖所附的权利要求 书及其等效物的范围内的这种修改和变化。现在参看图1，示出了具有多个流出冷却孔110的金属薄板形式的示例性燃烧罩 盖流出板100。尽管将参照流出板100的损伤的修理来对本公开进行详细的描述，但是使用 本文提供的公开，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于燃烧罩盖流出板的修理，而是 相反，本公开意在包括各种金属构件的修理。流出板100典型地置于用于燃气涡轮机的燃烧室组件中的燃烧室附近的燃烧罩 盖的端部处。流出板100包括多个开口 105，以便于燃料喷嘴通过燃烧罩盖插入且插入到燃 烧室组件中。流出冷却孔110的排列允许在邻近的燃烧室中的气体的燃烧期间进行扩散冷 却。流出板100对于燃烧罩盖起辐射护罩的作用，其保护燃烧罩盖不受操作期间在邻近的 燃烧区中的燃烧产生的辐射放热的影响。流出板100典型地由可承受高温和高应力条件的高耐腐蚀性的金属合金制成。例 如，流出板100可由镍基或钴基合金制成。在特定实施例中，流出板100可由固溶强化合金 (诸如，例如，哈斯特洛依合金(Hastelloy) X、海恩斯(Haynes) 230、铬镍铁合金617、铬镍铁 合金625或其它类似的合金)制成。在其它实施例中，流出板100可由析出强化的可硬化 合金(诸如，例如，海恩斯282、沃斯帕洛伊合金(Waspaloy)、尼莫尼克合金(Nimonic) 263 或其它类似的合金)制成。流出板100典型地具有相对小的厚度，例如小于约0. 25英寸(约6. 35mm)。与多 个流出冷却孔110关联，流出板100的相对小的厚度使流出板100在燃烧系统动态加载期 间易于损伤。例如，如图2所示，流出板100可经受裂缝或裂痕120的形式的损伤。以前，已进行了使用标准MIG(金属惰性气体)或TIG(钨惰性气体)焊接技术对 这种损伤120的焊接修改，取得了有限的成功。MIG或TIG焊接过程产生的更高的热影响通 常导致裂缝传播和难以遏制损伤。例如，由这种MIG和TIG焊接技术产生的热影响区通常 交迭到流出板的未受损的区域中，这可导致更多的损伤。对于具有一定排列的流出冷却孔 110的、由金属薄板形成的流出板100来说尤其是这样。还已知钎焊过程用于修理燃气涡轮机的金属构件(例如流出板100)的损伤。钎 焊典型地比MIG或TIG焊接更成功。但是，由于必须的清洁和钎焊炉周期的原因，钎焊更加 昂贵和耗时。此外，通常难以在原位置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种修改金属构件的方法，所述方法包括：在所述金属构件上的一定位置处在所述金属构件中产生凹槽（１３０）；在所述凹槽（１３０）中沉积填充材料（１４０）；对所述填充材料（１４０）应用脉冲激光（３１０），所述脉冲激光（３１０）具有足以对所述金属构件和所述填充材料（１４０）应用热量以使所述金属构件和所述填充材料（１４０）的至少一部分熔化的功率、频率和脉冲宽度；其中，来自所述脉冲激光（３１０）的所述热量将所述填充材料（１４０）焊接到所述金属构件上，以修改所述金属构件。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·约翰逊，S·C·科蒂林加姆，G·A·小墨菲，L·谢，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US
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