[發明專利]用于形成成型氣孔的工藝及系統

有效

• 申請號: 201110037145.5
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102189339A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 魏斌;J·C·謝菲爾;R·S·班克;張文武;K·B·莫里;J·M·利普金;B·P·萊西;W·D·謝德特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/06;B23K26/42
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本文所公開的主題涉及燃氣渦輪，并且更具體地涉及用于在渦輪葉片中形成孔的工藝及系統。

背景技術

一般而言，燃氣渦輪燃燒壓縮空氣和燃料的混合物來產生熱燃燒氣體(熱燃燒氣體溢出)且導致附接到轉子上的渦輪葉片的旋轉。熱燃燒氣體可達到超過熱氣體通路中的渦輪葉片和其它構件的熔點的溫度。為了防止此情況，氣體通路中的渦輪葉片和其它構件典型地使用高熔點合金構成，且由熱屏障覆層覆蓋。此外，構件可包括氣孔，氣孔容許冷卻劑空氣通過或越過構件。當離開孔時，冷卻劑空氣就在構件上產生連續的隔熱層。該冷卻空氣層通過限制從熱燃燒氣體到渦輪葉片的熱傳遞來用作熱屏蔽。通過限制來自于熱燃燒氣體的熱傳遞，增加構件的壽命。

然而，形成氣孔的行為其自身可造成問題，諸如在熱屏障覆層中引入裂紋、應力或不均勻。此外，構件的多層構造由于不同層的物理性能不同而可對形成氣孔提出挑戰。此外，構件典型地為輪廓形狀，其三維(3D)輪廓自身可對形成氣孔提出挑戰。

發明內容

在一個實施例中，提供了用于形成成型孔的方法。根據該實施例，構件定位在第一站點處。多個氣孔成型部分使用由三維激光掃描儀控制的第一短脈沖激光形成在構件中。構件移動至第二站點，且計量孔形成在各相應的成型部分中。構件移動至第三站點或第一站點，且使成型部分平滑。

在另一個實施例中，提供了用于形成成型孔的方法。根據該實施例，渦輪葉片中的多個氣孔成型部分使用由三維激光掃描儀控制的短脈沖激光形成。使用由三維激光掃描儀控制的短脈沖激光使成型部分平滑。短脈沖激光當使成型部分平滑時以不同于當形成成型部分時的掃描速率操作。渦輪葉片移動至分開的站點，且計量孔形成在各相應的成型部分處。

在附加的實施例中，提供用于驗證制造工藝的方法。根據該方法，產生了所有或部分渦輪葉片的體積表現，其中，完全地或部分地形成了一個或更多個氣孔。體積表現與CAD文件相比較，且制造工藝基于體積表現與CAD文件的比較來調整。

附圖說明

當參照附圖來閱讀如下詳細描述時，本發明的這些及其它特征、方面和優點將變得更容易理解，所有附圖中的相似標號表示相似的零件，在附圖中：

圖1為根據本公開內容的一個實施例的包括成型氣孔的渦輪葉片的等距視圖。

圖2為根據本公開內容的一個實施例的成型氣孔的透視圖；

圖3為根據本公開內容的一個實施例的沿視線3截取的圖2的成型氣孔的橫截面視圖；

圖4為根據本公開內容的一個實施例的在渦輪葉片中產生成型氣孔的工藝；

圖5為根據本公開內容的一個實施例的在渦輪葉片中產生成型氣孔的工藝的驗證工藝；以及

圖6為根據本公開內容的一個實施例的用于在渦輪葉片中產生成型氣孔的另一工藝。

零件清單

10渦輪葉片

12成型氣孔

14外表面

16內部空腔

20表面圓周

32基底層

34中間層

36熱屏障覆層

38成型部分

40計量孔

42工藝

44方框：定位渦輪葉片

46方框：成形氣孔

48方框：驗證

50方框：計量氣孔

52方框：驗證

54方框：精整氣孔

56方框：驗證

58工藝

60方框：采集x射線圖像

62數據：體積繪制

64決定：將體積繪制與CAD模型相比較

66數據：CAD

68方框：調整成形計量或精整步驟

70方框：接受工藝

具體實施方式

下文將描述本發明的一個或更多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡要描述，在說明書中可不描述實際實施方式的所有特征。應當認識到，在任何這些實際實施方式的開發中，如任何工程或設計項目中一樣，必須作出許多特定實施方式的決定，以實現開發者的特定目標，諸如遵循系統相關的和商業相關的限制，這從一個實施方式到另一個可存在變化。而且，應當認識到的是，這種開發工作可能很復雜且耗時，但對于受益于本公開的本領域技術人員來說，仍為設計、構造和制造的常規任務。

在介紹本發明各種實施例的元件時，冠詞″一個″、″一種″、″該″和″所述″意在表示存在一個或更多個元件。用語″包括″、″包含″和″具有″旨在為包括性的，且意為可存在除所列元件外的附加元件。