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TC4叶片裂纹及体积损伤激光修复工艺方法

沈婧怡 任维彬 薛亚平 曹赛男

沈婧怡, 任维彬, 薛亚平, 曹赛男. TC4叶片裂纹及体积损伤激光修复工艺方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(6): 606008-0606008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0606008
引用本文: 沈婧怡, 任维彬, 薛亚平, 曹赛男. TC4叶片裂纹及体积损伤激光修复工艺方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(6): 606008-0606008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0606008
Shen Jingyi, Ren Weibin, Xue Yaping, Cao Sainan. Laser repairing process of TC4 blades with crack and volume damage[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(6): 606008-0606008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0606008
Citation: Shen Jingyi, Ren Weibin, Xue Yaping, Cao Sainan. Laser repairing process of TC4 blades with crack and volume damage[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(6): 606008-0606008(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0606008

TC4叶片裂纹及体积损伤激光修复工艺方法

doi: 10.3788/IRLA201948.0606008
基金项目: 

常州市科技计划(CJ20180058);常州市装备再制造工程重点实验室开放课题(CRM2018A02);江苏省3D打印装备及应用技术重点建设实验室开放基金(2018KFKT12)

详细信息
    作者简介:

    沈婧怡(1996-),女,硕士生,主要从事激光再制造方面的研究。Email:sshenjingyi@163.com

  • 中图分类号: TN249

Laser repairing process of TC4 blades with crack and volume damage

  • 摘要: 针对TC4合金叶片经常性表层裂纹萌生、体积损伤以及修复材料成本高的工程实际,优选FeCrNiB系以及TiAlVFe系合金材料,基于脉冲激光成形工艺优势,实现了TC4合金叶片表层裂纹及体积损伤修复,从成形工艺、金相组织、显微硬度以及三维尺寸等方面验证了工艺匹配性。结果表明:FeCrNiB合金熔覆层主要由细小致密的等轴晶、交错分布的树枝晶以及均匀分布的胞状晶组成,而TC4合金主要由针状马氏体和网篮组织交错伴生组成,都具有较好的组织形态。FeCrNiB合金熔覆层显微硬度为380~750 HV0.1,较基体提升约1倍;TC4合金熔覆层显微硬度为295~350 HV0.1,与基体基本保持一致。叶片成形后整体形状尺寸精度控制在0.8 mm以下。通过激光工艺优化和性能匹配分析可知,FeCrNiB合金适合局部微裂纹修复,而TC4合金适合体积损伤成形。
  • [1] Wang Xuede, Luo Sihai, He Weifeng, et al. Effects of laser shock processing without coating on mechanical properties of K24 nickel based alloy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1):0106005. (in Chinese)
    [2] Wang Hao, Wang Liwen, Wang Tao, et al. Method and implementation of remanufacture and repair of aircraft engine damaged blades[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2016, 37(3):1036-1048. (in Chinese)
    [3] Liu Weidong, Luo Zhen, Ao Sansan, et al. Electrochemical machining of TC4 turbine blades repaired layer[J]. Journal of Tianjin University(Science and Technology), 2017, 50(1):49-53. (in Chinese)
    [4] Xu Binshi, Dong Shiyun, Men Ping, et al. Quality characteristics and nondestructive test and evaluation technology for laser additive manufacturing alloy steel components[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 7(4):0401001. (in Chinese)
    [5] Nicolaus M, Mohwald K, Maier H J. Regeneration of high pressure turbine blades, development of a hybrid brazing and aluminizing process by means of thermal spraying[C]//Procedia CIRP, 2017, 59:72-76.
    [6] Katnam K B, Comer A J, Roy D, et al. Composite repair in wind turbine blades:An overview[J]. The Journal of Adhesion, 2015, 91(1-2):113-119.
    [7] Stefan Lucian Toma. The influence of jet gas temperature on the characteristics of steel coating obtained by wire arc spraying[J]. Surface Coatings Technology, 2013, 220(15):261-265.
    [8] Li Changhe, Hou Yali, Zhao Tingting, et al. Rapid manufacture and mechanical property evaluation of arc spraying 3Cr13 auto mobile s front hood Die[J]. Recent Patents on Mechanical Engineering, 2013, 6(3):7-12. (in Chinese)
    [9] Meng Fanjun, Xu Bingshi, Zhu Sheng, et al. Oxidation performance of Fe-Al/WC composite coatings produced by high velocity arc spraying[J]. Journal of Central South University of Technology, 2005, 12(2):221-225. (in Chinese)
    [10] Wang Runnan, Xu Qingyan, Liu Baicheng. Application of computer simulation technology in turbine blades of aero engines manufacturing[J]. Chinese Journal of Nature, 2017(2):79-86. (in Chinese)
    [11] Sun Chuguang, Liu Junhuan, Chen Zhiyong, et al. Cladding bio-ceramic coatings of low SiO2-HA on the surface of titanium alloy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(3):0306003. (in Chinese)
    [12] Ren Weibin, Dong Shiyun, Xu Binshi, et al. Finite element analysis and test verification for thermal field of CW/pulsed laser remanufacture[J]. Rare Meta Materials and Engineering, 2017, 46(9):2487-2492. (in Chinese)
    [13] Xie Mengyun, Wang Cheng, Zhang Peiyu, et al. Effects of LSPwC on microstructure and properties of GH3044 turbine case[J]. Jonrnal of Iron and Steel Research, 2018, 47(4):0406005. (in Chinese)
    [14] Gao Hua, Wu Yuping, Tao Chong, et al. Microstructure and performance of Fe-based composite coating produced by plasma cladding[J]. Heat Treatment of Metals, 2008, 33(8):41-43. (in Chinese)
    [15] Yu Jumei, Lu Xun, Chao Mingju, et al. Investigation on microstructure and cracking susceptibility of laser-clad Fe-based alloy coatings[J]. Applied Laser, 2006, 26(3):175-177. (in Chinese)
    [16] Tong Shaohui, Li Dong, Deng Zenghui, et al. Effect of forming direction on microstructure of TC4 titanium alloy prepared by electron beam selective melting[J]. Hot Working Technology, 2017(18):83-85. (in Chinese)
  • [1] 高博, 范斌, 王佳, 吴湘, 辛强.  光学元件磁流变加工不确定度误差工艺方法 . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20230595-1-20230595-10. doi: 10.3788/IRLA20230595
    [2] 辛磊, 杨忠明, 孟君, 刘兆军.  基于损伤程度量化评估的光学薄膜元件激光损伤阈值测量方法 . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20230614-1-20230614-10. doi: 10.3788/IRLA20230614
    [3] 俞婷, 牛春晖, 吕勇.  CCD损伤状态的“猫眼”回波信息评估方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(5): 20220537-1-20220537-9. doi: 10.3788/IRLA20220537
    [4] 殷博, 薛常喜, 李闯.  碳化钨合金磨削仿真与工艺优化方法 . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20220898-1-20220898-10. doi: 10.3788/IRLA20220898
    [5] 王慧鹏, 翟思聪, 杨洁, 董丽虹, 王海斗.  基于激光热成像的铝合金表面裂纹宽度定量检测 . 红外与激光工程, 2023, 52(9): 20220902-1-20220902-10. doi: 10.3788/IRLA20220902
    [6] 刘雨晴, 孙洪波.  非线性激光制造的进展与应用(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20220005-1-20220005-15. doi: 10.3788/IRLA20220005
    [7] 张忆南, 孙闻, 莫德锋, 徐勤飞, 李雪.  透明材料的激光标刻工艺 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210416-1-20210416-6. doi: 10.3788/IRLA20210416
    [8] 林丽, 刘新, 朱俊臻, 冯辅周.  基于CNN的金属疲劳裂纹超声红外热像检测与识别方法研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210227-1-20210227-9. doi: 10.3788/IRLA20210227
    [9] 朱鑫浩, 侯德鑫, 叶树亮.  圆柱面任意方向裂纹的双线阵激光热像检测 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20200097-1-20200097-9. doi: 10.3788/IRLA20200097
    [10] 王晓娜, 张亦舒, 侯德鑫, 叶树亮.  基于线激光正交扫描的电感微裂纹热成像检测 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190522-1-20190522-8. doi: 10.3788/IRLA20190522
    [11] 杨正伟, 寇光杰, 周伟, 李胤, 朱杰堂, 张炜.  超声激励下不同预紧力作用的裂纹生热建模 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200158-20200158. doi: 10.3788/IRLA20200158
    [12] 杨自鹏, 刘敏, 周佑君, 董鹏, 杨传成.  异型载荷适配器工艺方案及精度测量方法研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 72-77. doi: 10.3788/IRLA201948.S117001
    [13] 寇光杰, 杨正伟, 贾庸, 张炜, 杜莹.  复杂型面叶片裂纹的超声红外热成像检测 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1204002-1204002(9). doi: 10.3788/IRLA201948.1204002
    [14] 郭伟, 董丽虹, 王海斗, 马润波, 向明, 徐滨士.  喷涂层下基体中裂纹缺陷的超声红外识别方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 36-43. doi: 10.3788/IRLA201847.S104001
    [15] 王晓娜, 姚行洲, 侯德鑫, 叶树亮.  圆柱铁氧体微裂纹的激光扫描热成像检测 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1106005-1106005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1106005
    [16] 马宏平, 程鑫彬, 张锦龙, 王占山, 唐永建.  不同工艺制备的人工节瘤的损伤生长特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 521001-0521001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0521001
    [17] 黄勇, 孙文磊, 陈影.  激光熔覆再制造复杂轴类零件的轨迹规划 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 506005-0506005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0506005
    [18] 战宇, 刘常升, 薛俊川.  等效载荷法模拟激光超声微裂纹检测 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1006004-1006004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1006004
    [19] 任维彬, 董世运, 徐滨士, 王玉江, 闫世兴, 方金祥.  FV520(B)钢叶片模拟件激光再制造成形试验分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3303-3308.
    [20] 朱志武, 张震, 程湘爱, 黄良金, 刘泽金.  单脉冲激光对CCD探测器的硬损伤及损伤概率 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 113-118.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-11
  • 修回日期:  2019-02-14
  • 刊出日期:  2019-06-25

TC4叶片裂纹及体积损伤激光修复工艺方法

doi: 10.3788/IRLA201948.0606008
    作者简介:

    沈婧怡(1996-),女,硕士生,主要从事激光再制造方面的研究。Email:sshenjingyi@163.com

基金项目:

常州市科技计划(CJ20180058);常州市装备再制造工程重点实验室开放课题(CRM2018A02);江苏省3D打印装备及应用技术重点建设实验室开放基金(2018KFKT12)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 针对TC4合金叶片经常性表层裂纹萌生、体积损伤以及修复材料成本高的工程实际,优选FeCrNiB系以及TiAlVFe系合金材料,基于脉冲激光成形工艺优势,实现了TC4合金叶片表层裂纹及体积损伤修复,从成形工艺、金相组织、显微硬度以及三维尺寸等方面验证了工艺匹配性。结果表明:FeCrNiB合金熔覆层主要由细小致密的等轴晶、交错分布的树枝晶以及均匀分布的胞状晶组成,而TC4合金主要由针状马氏体和网篮组织交错伴生组成,都具有较好的组织形态。FeCrNiB合金熔覆层显微硬度为380~750 HV0.1,较基体提升约1倍;TC4合金熔覆层显微硬度为295~350 HV0.1,与基体基本保持一致。叶片成形后整体形状尺寸精度控制在0.8 mm以下。通过激光工艺优化和性能匹配分析可知,FeCrNiB合金适合局部微裂纹修复,而TC4合金适合体积损伤成形。

English Abstract

参考文献 (16)

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