高温合金ブレードを修復するためのレーザークラッディング堆積

寄稿者: 梁少段、張安峰

レーザークラッディングデポジット（LCD）技術は、熱影響部が小さく、成形精度が高く、加工材料の範囲が広いなどの利点があり、複雑な構造の高温合金ブレードの修復に使用できます。米国ハフマン社が開発したLCDブレード修理システムは、図1に示すように、IN625、IN738、GTD-111などの一連の材料を使用して、航空機エンジンの第1段および第2段の一般的な高温合金ブレード、方向性凝固ブレード、さらには単結晶ブレードを修理できます。補修工程では、溶融池への入熱を厳密に制御することで基材の熱影響部を最小限に抑え、熱影響部での亀裂の発生を回避します。さらに、修復された組織は、元のマトリックス組織の成長方向を「継続」することもできます。

図 1 ホフマンのブレード修理システムの最大の特徴は、修理の特徴を自動的に識別する機能です。高解像度の視覚装置を使用して、修復対象部品を事前にスキャンして識別し、修復対象部品の幾何学的形状、壁の厚さ、充填経路、クラッディングの高さに応じて、修復プロセス中にレーザースポット径やレーザー出力などのパラメータをリアルタイムで調整し、さまざまな部品の修復要件を満たします。 LCD ブレード修復システムは、0.13mm ～ 0.76mm の範囲でさまざまなシングルパスクラッディング高さと、最小 0.5mm のシングルパスクラッディング幅を実現できます。さらに、他の従来のブレード修理技術（アルゴンアーク溶接など）と比較して、LCD技術は成形精度が高く、使用前に多くの後続処理を必要としないため、修理効率が高くなります。表1は、さまざまな修理プロセスを使用したGE-CF6-6航空機エンジン第2段タービンブレードの先端修理に対応する主要なパラメータと処理効率を示しています。

表1 GE-CF6-6第2段ブレードの修理プロセスの比較

ブレード修理技術	単一チャネル高さ/mm	単車線幅/mm	処理効率/(個/時間)
手動アルゴンアーク溶接	2.54-3.05	7.62	4-5
プラズマアーク溶射溶接	1.016	1.016	6-10
LCDテクノロジー	0.51	1.52-1.91	25-30

LCD 技術は、航空およびガスタービンブレードの修理の分野で幅広い応用が期待されています。現在、LCD 技術は GE、P&W、ロールスロイスなどの航空機エンジンメーカーに徐々に受け入れられ、さまざまなブレードの修理や再製造に応用されています。

ソース：
http://huffman-llc.com/Laser-Pow ... =85&pid=20&red=yes.

出典：機械製造システム工学国家重点実験室