[發明專利]一種船用汽輪機轉子損傷修復方法

有效

• 申請號: 201510399050.6
• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN105018926B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 蘇新勇;劉基凱;楊秀紅
• 申請（專利權）人: 青島前進船廠
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/05;C22C38/54;B23P6/00;B23K9/04;B23K9/16;B23K9/235
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司37101
• 代理人: 侯艷艷

1.一種船用汽輪機轉子損傷修復方法，其特征在于，包括下述步驟：

（1）采用電阻熱能微弧堆焊技術對船用汽輪機轉子工件的汽封軸頸表面及葉輪盤面上深度≥0.3mm的損傷缺陷進行修復，具體修復工藝如下：

（11）表面預處理：對工件損傷缺陷部位進行修整使其表面光順，并去除油污。

（12）表面焊補：采用精密補焊機進行修復，精密補焊機工作模式選擇為精密氬焊的脈沖點焊狀態，調整焊補電流和脈沖時間，并根據焊補電流調整氬氣流量，保證氣體通暢，之后開始對工件損傷缺陷進行焊補，焊補過程預留加工余量；其中，精密補焊機的焊補電流為80~130A，脈沖時間為80~140ms，當焊補電流為80~100A時，氬氣流量為4~6L/min，當焊補電流為100~130A時，氬氣流量為5~9L/min；

（13）后加工：對焊補后的工件損傷缺陷表面進行修整，使其表面與工件基體尺寸一致；

（14）檢驗：進行探傷檢驗，以檢驗焊補后的工件損傷缺陷部位是否存在裂紋、砂眼類明顯缺陷，若不存在，進行步驟（2），若存在，去除裂紋、砂眼類缺陷后，返回步驟（12）至（14）。

（2）采用激光熔覆技術分別在船用汽輪機轉子工件汽封軸頸表面和葉輪盤面制備耐磨抗腐蝕防護涂層，激光熔覆設備選擇為固體激光器，具體制備工藝如下：

（21）熔覆層制備：選擇熔覆材料，固體激光器開機并預燃成功后調整固體激光器的透鏡與工件之間的距離為160~180mm、激光束與工件基體法線的夾角為15°~30°，同時調整保護氣體方向和流量，之后固體激光器開始進行熔覆層制備；熔覆過程中保證激光束光斑疊加量為30%~50%，所形成的各熔池中心均應有凹陷小孔，熔覆過程預留加工余量；

（22）后加工：對熔覆后的工件表面進行加工至要求尺寸和精度；

（23）檢驗：進行探傷檢驗，以檢驗熔覆部位是否存在裂紋、砂眼類明顯缺陷，若不存在，激光熔覆過程完成，在工件汽封軸頸表面和葉輪盤面形成耐磨抗腐蝕防護涂層；若存在，去除裂紋、砂眼類缺陷后，返回步驟（21）至（23）。

2.根據權利要求1所述的船用汽輪機轉子損傷修復方法，其特征在于，精密補焊機所用堆焊材料為ER308焊絲，其直徑為0.8~1.2mm。

3.根據權利要求1所述的船用汽輪機轉子損傷修復方法，其特征在于，步驟（2）中，在汽輪機轉子汽封軸頸表面制備的耐磨抗腐蝕防護涂層為采用激光熔覆鎳基合金粉末Ni60A制備的Ni60A涂層，按重量百分比，所述鎳基合金粉末Ni60A中各組分含量：C為0.5-1.1%、Si為3.5-5.5%、B為3.0-4.5%、Cr為15-20%、Fe≤5.0%，其余為Ni；在汽輪機轉子葉輪盤面制備的耐磨抗腐蝕防護涂層包括采用激光熔覆鐵基合金粉末43X制備的43X涂層，按重量百分比，所述鐵基合金粉末43X中各組分含量：Mo為1.4%、Mn為0.6%、Cr為15%、Ni為4.3%、Si為1.3%、B為0.8%、其余為Fe。

4.根據權利要求3所述的船用汽輪機轉子損傷修復方法，其特征在于，在汽輪機轉子葉輪盤面制備的耐磨抗腐蝕防護涂層還包括在制備43X涂層之后激光熔覆鎳基合金粉末IN625制備的IN625涂層，按重量百分比，鎳基合金粉末IN625中各組分含量：C≤0.03%、Mo為8-10%、Fe≤1.5%、Mn為0.2-0.5%、Cr為20-23%、Si為0.3-0.5%、Nb為3.15-3.85%、其余為Ni。

5.根據權利要求4所述的船用汽輪機轉子損傷修復方法，其特征在于，所述鎳基合金粉末Ni60A的粒徑為45~106μm，所述鐵基合金粉末43X的粒徑為53~150μm，所述鎳基合金粉末IN625的粒徑為53~150μm。

6.根據權利要求3所述的船用汽輪機轉子損傷修復方法，其特征在于，所述固體激光器為YAG激光器，其工作電流為280~320A，脈寬為3.0~3.2ms，頻率為6~10Hz，送粉量為5~10g/min。

7.根據權利要求1至6任一項所述的船用汽輪機轉子損傷修復方法，其特征在于，在步驟（14）與步驟（2）之間還包括有對焊補后的船用汽輪機轉子汽封軸頸和葉輪盤面進行形狀修整及非熔覆表面保護的步驟。