[發明專利]一種汽輪機葉片激光熱絲熔覆防水蝕方法

在審

• 申請號: 201511023910.2
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105624672A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 張鐵磊;滕樹新;湯先輝;黃圓圓;史磊
• 申請（專利權）人: 無錫透平葉片有限公司
• 主分類號: C23C26/02
• 分類號: C23C26/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯瀟瀟

技術領域

本發明涉及汽輪機葉片加工領域，尤其是涉及一種汽輪機葉片激光熱絲熔 覆防水蝕方法。

背景技術

汽輪機葉片水蝕是汽輪機葉片損傷的主要原因，葉片防水蝕能力的優劣直 接關系到汽輪機機組的安全運行，通過激光將合金粉末熔覆在葉片進氣邊是最 近發展起來的防水蝕技術。

盡管目前可查詢到一些汽輪機葉片熔覆的文獻，但都是基于粉末的熔覆， 如公開號為：CN103233222A,發明名稱為：一種汽輪機末級葉片進氣邊表面的激 光熔覆方法，其采用合金粉末用于激光熔覆，但采用合金粉末的激光熔覆技術 還存在熔覆效率低，容易產生氣孔缺陷，尤其是熔覆始端與末端易產生粉末未 熔缺陷，粉末利用率低，存在表面粘粉等問題。而且采用送粉方式的熔覆，由 于送粉量調整存在延遲，難以在熔覆過程中變化送粉量工藝靈活性不足。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明在于提供一種汽輪機葉片激光熱絲熔覆防水 蝕方法。由于其部分熱量來自于電流通過焊絲產生的電阻熱，其能夠大幅提高 熔覆效率，并減少激光對葉片的熱輸入，從而減小葉片變形。而且由于不使用 送粉氣，消除了熔覆氣孔，因不存在粉末發散和飛濺從而改善了熔覆表面質量。 并且可以根據熔覆厚度的變化調整送絲量，使得工藝更加靈活，以解決現有技 術中汽輪機葉片熔覆存在的上述問題。

一種汽輪機葉片激光熱絲熔覆防水蝕方法，其包括以下步驟：

1)將葉片裝夾至激光熔覆設備，連接熱絲焊機負極至葉片，焊絲作為正級；

2)調整設定好激光光斑及功率，將通過校直器的焊絲端頭與工件接觸并置 于激光光斑中心；

3)啟動保護氣，2s～3s后開啟激光，激光開啟后0.5s～0.8s，開啟熱絲電流 并送絲；

4)送絲0.6s～1s后數控設備開始移動，熔覆開始，熔覆過程中可以根據葉 片厚度需求調整送絲速度、熱絲電流和激光功率；

5)熔覆到末端時首先數控設備停止，數控設備停止后0.5s～0.8s后停止送絲， 0.7s～1s后停止激光，4s～5s后停止保護氣，采用合適的搭接率重復其他道次直至 堆滿熔覆坡口。

特別地，所述步驟1)中熱絲電壓上限設定為10V，以避免起弧。

特別地，所述步驟3)中激光采用CO₂激光器，激光模式：多模模式，所述 激光功率2000W～4000W，光斑尺寸：圓光斑直徑2～3mm，移動速度： 150～200mm/min。

特別地，所述步驟3)中送絲速度：1500～2500mm/min；焊絲伸出導電嘴長 度：18～22mm；焊絲：司太立6合金焊絲；焊絲直徑：1.2～1.6mm；熱絲電流： 80～170A，采用與焊絲同軸氣體保護，噴嘴至熔池距離20～24mm；噴嘴內徑φ 20mm，噴嘴鍍鎳或鉻，粗糙度＜Ra0.8，氣體流量20～30L/min。

特別地，所述步驟3)中送絲位置：后送絲，即送絲位置位于前進方向后方； 送絲角度：與激光及熔覆方向在同一平面，焊絲與激光夾角為40°～60°；采用 該送絲位置減少了激光對于送絲頭和焊絲的反射，穩定連續送絲，避免出現溶 滴過渡。

特別地，所述步驟5)中搭接率為40％～60％，所述熔覆坡口開設于汽輪機 葉片的進氣邊一側且由葉頂向葉根延伸，熔覆過程中從葉根至葉頂，激光功率， 送絲速度，熱絲電流逐漸增加。

與現有技術相比本發明的有益效果為：所述汽輪機葉片激光熱絲熔覆防水 蝕方法不僅大幅提高熔覆效率，減少激光對葉片的熱輸入，減小葉片變形，改 善熔覆表面質量，消除熔覆氣孔，降低對激光設備功率要求；而且可以根據熔 覆層厚度變化調整送絲速度，具有較強的靈活性。

具體實施方式

為便于理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了， 所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。

實施例一：