Συνδεσιακή επισκευή και αναμόλυνση τεχνολογίας για τα φύλλα των αεροσίφωνων και τα φάνεια/συμπιεστές των κινητήρων αεροπλάνων

Οι κοπές των μηχανών αεροπλάνων βρίσκονται για μεγάλο χρονικό διάστημα σε μια πολύπλοκη και αυστηρή εργασιακή περιβάλλοντα και είναι ευάλωτες σε διάφορους τύπους ζημιών και ελλείψεων. Η αντικατάσταση κοπών είναι δαπανηρή, και η έρευνα σχετικά με την επισκευή και την αναπαραγωγή των κοπών έχει τεράστια οικονομικά οφέλη. Οι κόπες των μηχανών αεροπλάνων διαιρούνται κυρίως σε δύο κατηγορίες: κοπές τουρμπίνας και κοπές φανίδας/συμπιεστή. Οι κόπες τουρμπίνας χρησιμοποιούν συνήθως χαλκοειδούς υψηλών θερμοκρασιών με βάση το νικέλιο, ενώ οι κόπες φανίδας/συμπιεστή χρησιμοποιούν κυρίως τιτάνιο, και κάποιες χρησιμοποιούν χαλκοειδούς υψηλών θερμοκρασιών με βάση το νικέλιο. Οι διαφορές στα υλικά και τα εργασιακά περιβάλλοντα των κοπών τουρμπίνας και των κοπών φανίδας/συμπιεστή οδηγούν σε διαφορετικούς κοινούς τύπους ζημιών, που αποτελούν διαφορετικές μέθοδους επισκευής και δείκτες επιδόσεων που πρέπει να επιτευχθούν μετά την επισκευή. Αυτή η εργασία αναλύει και συζητά τις μέθοδους επισκευής και τις κλειδιάκες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σήμερα για τις δύο κοινές κατηγορίες ζημιών και ελλείψεων στις κόπες των μηχανών αεροπλάνων, με στόχο να παρέχει θεωρητική βάση για την επίτευξη υψηλής ποιότητας επισκευής και αναπαραγωγής των κοπών των μηχανών αεροπλάνων.

Στα κινητήρες αεροπλάνων, τα πτερύγια τουρμπίνης και του ημιαξονικού ρότορα φαν/συμπιέζοντας υφίστανται μακροχρόνιες ακραίες συνθήκες όπως κέντριφυγές φορτίων, θερμική τension και διάβρωση, και έχουν εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις επιδόσεως. Λογαριάζονται ως μια από τις πιο πυρήνειες συστατικές στην κατασκευή κινητήρων αεροπλάνων, και η παραγωγή τους αποτελεί πάνω από 30% της εργασίας της ολικής παραγωγής του κινητήρα [1 –3]. Βρισκόμενα σε ακραίες και περίπλοκες συνθήκες εργασίας για μακρά χρονικά διαστήματα, τα ρότορα πτερύγια είναι πρόθυμα να παρουσιάζουν παρατυπίες όπως σχίσεις, έξωθεν δαπάνη κορυφών πτερυγίων και κατάρρευση. Το κόστος επισκευής των πτερυγίων είναι μόνο το 20% του κόστους παραγωγής του ολικού πτερυγιού. Γι' αυτό, η έρευνα στην τεχνολογία επισκευής πτερυγίων κινητήρων αεροπλάνων βοηθάει να επεκταθεί η ζωή λειτουργίας των πτερυγίων, να μειωθούν τα κόστη παραγωγής και έχει τεράστια οικονομικά οφέλη.

Η επισκευή και η αναμόρφωση των στροβίλων μηχανών αεροπλάνου περιλαμβάνει κυρίως τις εξής τέσσερις φάσεις [4]: προεπεξεργασία στροβίλων (περιλαμβανομένης της καθαρισμού των στροβίλων [5], της τριδιάστατης επιθεώρησης και γεωμετρικής ανακατασκευής [6, –7], κ.α.); κατάθεση υλικού (περιλαμβανομένης της χρήσης προηγμένων τεχνολογιών συνδεσιμότητας και καθεξής για να επιτευχθεί η γεμίζουσα και αθροιστική επαναφορά των λειψάνων υλικών [8, –10], θερμική επαναφορά επιδόσεων [11, –13], κ.α.); ανακατασκευή στροβίλων (περιλαμβανομένων μεθόδων μηχανικής όπως ο ξυλούργησης και της λασκάρισης [14]); μετα-επισκευαστική επεξεργασία (περιλαμβανομένης επιφανειακών καλύψεων [15] –16] και ενίσχυσης μεταχειρισμού [17], κλπ.), όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Μεταξύ αυτών, η κατάθεση υλικού είναι ο κλειδιός παράγοντας για την εγγύηση των μηχανικών ιδιοτήτων του καπακιού μετά την επισκευή. Οι βασικές συστατικές και τα υλικά των φύλλων κινητήρων αεροπλάνων εμφανίζονται στο Σχήμα 2. Για διαφορετικά υλικά και διαφορετικές μορφές τεύχους, η αντίστοιχη έρευνα μεθόδων επισκευής είναι η βάση για να επιτευχθεί υψηλής ποιότητας επισκευή και ανακατασκευή κατεστραμμένων φύλλων. Αυτή η εργασία λαμβάνει υπόψη φυσικοβασικές υψηλού θερμοκρασίας συμμαχικά φυλλώματα και φυλλώματα κινητήρων αεροπλάνων από τιτάνιο σύμμαχο ως αντικείμενα, συζητά και αναλύει τις μεθόδους επισκευής και τις κλειδικές τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για διαφορετικούς τύπους ζημιών φύλλων κινητήρων αεροπλάνων σε αυτήν τη στιγμή, και εξηγεί τις πλεονεκτήματά και τις ανεπάρκειές τους.

1. Μέθοδος επισκευής φυλλώματος κινητήρων αεροπλάνων με βάση υψηλού θερμοκρασίας σύμμαχου

Τα φύλλα τοποθετητής με υψηλοθερμιάκα σύνθετα βάσεως καλύμματος λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας και περίπλοκης έξισωσης, και τα φύλλα συχνά έχουν ελλείψεις όπως κόπωση θερμών σχισμάτων, μικρό επιφανειακό ζημιωτικό (ξενέργεια κορωνιών και διάβρωση), και κόπωση σχισμάτων. Επειδή η ασφάλεια της επισκευής της κόπωσης των φύλλων τοποθετητή είναι σχετικά χαμηλή, αντικαθιστούν γενικά άμεσα μετά την εμφάνιση κόπωσης χωρίς να γίνει συνδετική επισκευή. Οι δύο κοινές τύποι ελλείψεων και μεθόδων επισκευής των φύλλων τοποθετητή είναι φανεροί στον Κύκλο 3 [4]. Στη συνέχεια, θα παρουσιαστούν οι μέθοδοι επισκευής αυτών των δύο τύπων ελλείψεων των φύλλων τοποθετητή με υψηλοθερμιάκα σύνθετα βάσεως καλύμματος.

1.1 Επισκευή σχισμάτων φύλλων τοποθετητή με υψηλοθερμιάκα υπερσύνθετα βάσεως καλύμματος

Οι μεθόδοι επισκευής κολλώσεως και συμπύκνωσης σε φάση τελικού υλικού χρησιμοποιούνται γενικά για την επισκευή των έλλειψης σχισμάτων στις φολιές τουρβίνας, περιλαμβανομένων κυρίως: κενού κολλώσεως, παροδικής διάφθορσης φάσης υγρού, ενεργοποιημένης διάφθορσης και μεθόδων επαναφοράς μεταλλουργίας με πυλί.

Οι Shan και συν. [18] χρησιμοποίησαν τη μέθοδο επιβράζινγκς με δεξαμενή ακτινοβολίας για να ε修行ρουν ξεσχίσματα σε φύλλα ενώπιας σύμφυτης ChS88 μετάλλινης βάσης χρησιμοποιώντας πληρωματικά υλικά επιβράζινγκς Ni-Cr-B-Si και Ni-Cr-Zr. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι σε σύγκριση με το πληρωματικό υλικό επιβράζινγκς Ni-Cr-B-Si, το Zr στο πληρωματικό υλικό επιβράζινγκς Ni-Cr-Zr δεν είναι εύκολο να διασπαστεί, η υποκείμενη ουσία δεν καταεριούται σημαντικά και η τροχαλιά του συνδέσμου είναι υψηλότερη. Η χρήση του πληρωματικού υλικού επιβράζινγκς Ni-Cr-Zr μπορεί να επιτύχει την ε修行ρα των ξεσχισμάτων στα φύλλα ενώπιας σύμφυτης ChS88 μετάλλινης βάσης. Οι Ojo και συν. [19] μελέτησαν τις επιπτώσεις του μεγέθους του χάσματος και των παραμέτρων διαδικασίας στη μικροδομή και τις ιδιότητες των συνδέσμων επιβράζινγκς διάδοσης της σύμφυτης Inconel718 μετάλλινης βάσης. Με την αύξηση του μεγέθους του χάσματος, η εμφάνιση σκληρών και τραχύων φάσεων όπως των μεταξύμεταλλικών συνδέσμων βάσης Ni3Al και των borides πλούτων σε Ni και Cr είναι η κύρια αιτία της μείωσης της δύναμης και της τροχαλιάς του συνδέσμου.

Η ενδομεταλλική διάφθορση κατά τη φάση του προσωρινού υγρού συμπηγεί υπό ισόθερμες συνθήκες και ανήκει στην κρυσταλλοποίηση υπό συνθήκες ισορροπίας, πράγμα που ευνοεί την ομοιογένεια της σύνθεσης και της δομής [20]. Ο Pouranvari [21] μελέτησε την ενδομεταλλική διάφθορση κατά τη φάση του προσωρινού υγρού για το Inconel718 νικελοβασικό υψηλοθερμικό σύμπλοκο και βρήκε ότι το περιεχόμενο Cr στο γεμιστικό και η ζώνη αποσύνθεσης του υποκειμένου είναι οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την ισχύ της ισόθερμης κρυσταλλοποίησης. Οι Lin και συνεργάτες [22] μελέτησαν την επίδραση των παραμέτρων της διαδικασίας ενδομεταλλικής διάφθορσης κατά τη φάση του προσωρινού υγρού στη μικροδομή και τις ιδιότητες των συμπλοκών GH99 νικελοβασικού υψηλοθερμικού σύμπλοκου. Τα αποτελέσματα δείξαν ότι με την αύξηση της θερμοκρασίας σύνδεσης ή την επέκταση του χρόνου, μειώνεται το πλήθος των πλουτερών σε Ni και Cr βορίδων στην ζώνη καταθέσεων, και η μέγεθος των σπανιδίων στην ζώνη καταθέσεων είναι μικρότερο. Η δύναμη και η αντοχή σε κοπή κατά την σύρτηση σε δωμάτιο και υψηλή θερμοκρασία αυξάνονται με την επέκταση του χρόνου κράτησης. Σήμερα, η ενδομεταλλική διάφθορση κατά τη φάση του προσωρινού υγρού έχει επιτυχώς χρησιμοποιηθεί για τον επανασυνταγμό μικρών σχισμάτων σε περιοχές χαμηλού καταστρεπτικού stress και για την αποκατάσταση των κορυφαίων ζημιών των άνευ κορωνίδων φύλλων [23] –24]. Αν και η διαφορική συμβολή μέσω παροδικής υγρής φάσης έχει επιτυχώς εφαρμοστεί σε διάφορα υλικά, είναι περιορισμένη στην επισκευή μικρών σχισμάτων (περίπου 250 μ m).

Όταν το πλάτος του σχισματός είναι μεγαλύτερο από 0,5 mm και η καπιλλαριακή δράση είναι ανεπαρκής για να γεμίσει το σχίσμα, η επισκευή της σφαλίδας μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση ενεργοποιημένης διαφορικής συμβολής [24]. O Su και ομάδα [25] χρησιμοποίησαν τη μέθοδο ενεργοποιημένης διαφορικής συμβολής για να επισκευάσουν τη σφαλίδα από τον υψηλοθερμικό χαλκοειδή σύμβαλλο In738 χρησιμοποιώντας ως υλικό συμβολής το DF4B, και επήρξαν ένα σύμβαλλο με υψηλή ισχύ και αντοχή στην εξυπνόδυτη. Το γ′ η φάση που συμφορτώνεται στο κόλλημα έχει ενισχυματικό αποτέλεσμα, και η δύναμη ρήξης φτάνει το 85% του αρχικού υλικού. Το κόλλημα σπάει στη θέση του Cr-πλούσιου boride. Οι Hawk και συν. [26] χρησιμοποίησαν επίσης ενεργοποιημένη διάθλασμα για να επισκευάσουν μεγάλες σχιζούρες σε φύλλα ανωμαλού υψηλοθερμικού χαλκοειδούς σύγχυτη René 108. Η μεθοδολογία πυλικής μεταλλουργίας, ως νέα αναπτυγμένη μέθοδος για την αρχική ανασυγκατασκευή επιφανειών προηγμένων υλικών, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην επισκευή φύλλων υψηλοθερμικών σύγχυτων. Μπορεί να αποκαταστήσει και να ανασυγκατασκευάσει την τρισδιάστατη δύναμη κοντινή στην ισοτροπία για μεγάλα κενά ελλείψεις (πάνω από 5 mm) όπως σχίσεις, αποβολή, οξύνσεις και τρύπες στα φύλλα [27]. Η Liburdi, μια εταιρεία του Καναδά, αναπτύξει τη μέθοδο LPM (Liburdi powder metallurgy) για την επισκευή φύλλων χαλκοειδών σύγχυτων με υψηλούς περιεχόμενους Al και Ti που έχουν κακή επιδόσεις συνδεσιμότητας. Ο προσανατολισμός είναι στο Σχήμα 4 [28]. Στα τελευταία χρόνια, η κατακόρυφη μέθοδος λαμελιακής πυλικής μεταλλουργίας βασισμένη σε αυτή τη μέθοδο μπορεί να εκτελέσει μια-φορά επισκευή ψαλίδων για ελλείψεις εύρος μέχρι και 25 mm [29].

1.2 Επισκευή  των ζημιών επιφάνειας σε άλογα λειτουργικά με υψηλή θερμοκρασία με βάση το νικέλιο

Όταν συμβαίνουν σκουπιδιασμοί και ζημιές διάβρωσης σε μικρά περιοχές στην επιφάνεια φύλλων με υψηλή θερμοκρασία με βάση το νικέλιο, η ζημιωμένη περιοχή μπορεί συνήθως να αφαιρεθεί και να γραβιστεί με μηχανική επεξεργασία, και στη συνέχεια να γεμιστεί και να επισκευαστεί χρησιμοποιώντας έναν κατάλληλο τρόπο συνδεσιμότητας. Η σημερινή έρευνα επικεντρώνεται κυρίως στην λασερική υποχώρηση κατατροπής και την επισκευή με αργόνιο ιονικό οξείδιο.

Ο Kim και συν. [30] από το Πανεπιστήμιο της Delaware στις ΗΠΑ εκτέλεσαν λαζερική υποβολή και χειροκίνητη συνδεσιακή επισκευή σε πτερύγια αλλοιώματος βάσης μικρού νικελιού Rene80 με υψηλούς περιεχόμενους Al και Ti, και συγκρίναν τα εργαστήματα που υποστήριξαν μετα-συνδεσιακή θερμική μετατροπή με αυτά που υποστήριξαν μετα-συνδεσιακή θερμική μετατροπή και θερμή ισοστατική πίεση (HIP), και βρίσκαν ότι η HIP μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τα μικρά φορυματικά ελλείψεις. Οι Liu και συν. [31] από το Πανεπιστήμιο Επιστημών και Τεχνολογίας της Huazhong χρησιμοποίησαν τεχνολογία λαζερικής υποβολής για την επισκευή κοιλών και τρωτικών ελλείψεων σε τομεακά συστατικά τούρμπινας από το αλλοίωμα 718 μικρού νικελιού, εξετάζοντας τις επιπτώσεις της πυκνότητας λαζερικής δύναμης, της ταχύτητας λαζερικής σάρωσης και της μορφής υποβολής στην διαδικασία επισκευής, όπως εμφανίζεται στο Σχήμα 5.

Όσον αφορά την επισκευή με βαρύτονο ηλεκτρόγωνο, ο Qu Sheng και άλλοι [32] της China Aviation Development Shenyang Liming Aero Engine (Group) Co., Ltd. χρησιμοποίησαν τη μέθοδο βαρύτονου ηλεκτρόγωνου για να επισκευάσουν τα προβλήματα φορών και σχισμών στο άκρο των πτερυγίων των τουρβινών από το υψόθερμο σύμφυτο DZ125. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι μετά την επισκευή με παραδοσιακά κατάλυτρα με βάση τον κόβαλτο, η ζώνη επιρροήςς θερμότητας είναι πρόθυμη να παράγει θερμοκράσεις και να μειώνει την σκληρότητα της συρραφίδας. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας τα νεοεξευρεθέντα MGS-1 κατάλυτα με βάση τον κάδμιο, συνδυαζόμενα με κατάλληλες διαδικασίες συρραφής και θερμικής μετατροπής, μπορεί να αποφευχθεί αποτελεσματικά η εμφάνιση σχισμών στην ζώνη επιρροήςς θερμότητας, και η συντριπτική ισχύς σε 1000 ° Η C φθάνει στο 90% του βασικού υλικού. Ο Song Wenqing και άλλοι [33] διεξήγαγαν μια μελέτη για την επανόρθωση κατά την συμβατική προcedure των κενών στις κατασκευαστικές προϋποθέσεις των κατευθυντικών φολιών του υψηλοθερμικού σφαιρικού κορυφαίου K4104. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η χρήση HGH3113 και HGH3533 συμβατικών καλαμιών ως πληρωματικών μετάλλων έχει εξαιρετική σχηματιστικότητα, καλή διαστασιμότητα και ισχυρή αντοχή σε σχίσματα, ενώ η χρήση K4104 συμβατικής καλαμιάς με αυξημένο περιεχόμενο Zr έχει κακή ροή του υγρού μετάλλου, κακή σχηματιστικότητα της επιφάνειας της συμβατικής και σχίσματα και μη-ενσωμένα ελάττωμα. Διαπιστώνεται ότι στην διαδικασία επανόρθωσης των φολιών, η επιλογή των πληρωματικών υλικών έχει κρίσιμο ρόλο.

Η τρέχουσα έρευνα για την επισκευή κλωβών τομέα με βάση τονικέλιο έχει δείξει ότι οι σόδιοι υψηλών θερμοκρασιών με βάση τονικέλιο περιέχουν στοιχεία ενισχύσεως λύσης, όπως το Cr, Mo, Al, και μικρές ποσότητες στοιχείων όπως το P, S και B, τα οποία τα καθιστούν πιο ευαίσθητα σε σχίσεις κατά τη διαδικασία επισκευής. Μετά τη συγκόλληση, είναι πρόθυμοι να υφίστανται δομική αποχώρηση και την δημιουργία άχρηστων φάσεων Laves. Επομένως, η επόμενη έρευνα για την επισκευή σόδιων υψηλών θερμοκρασιών με βάση τονικέλιο απαιτεί την ρύθμιση της δομής και των μηχανικών ιδιοτήτων τέτοιων ελλειψεων.

2 Μέθοδος επισκευής φανερών/συμπιέστριων κλωβών με βάση τον τιτάνιο

Κατά τη λειτουργία, οι φολιές κανονικού μετάλλευματος από τιτάνιο υφίστανται κυρίως σεντιμεντριφούγη δύναμη, αεροδυναμική δύναμη και φορτίο ταλάντωσης. Κατά τη χρήση, συχνά εμφανίζονται ζημιώσεις επιφανειακών ζημιών (σχίσματα, έξωθεν δαπάνη των φολιών κλπ.), τοπικές ζημιώσεις σπάσης των φολιών από τιτάνιο και μεγάλη επιφάνεια ζημιών (κατάθλιψη σπάσης, μεγάλη επιφάνεια ζημιών και διάβρωσης κλπ.), που απαιτούν την αντικατάσταση σε σύνολο των φολιών. Οι διαφορετικές τύποι ζημιών και οι συνηθισμένες μεθόδοι ε修行 εμφανίζονται στον Πίνακα 6. Το επόμενο θα παρουσιάσει την κατάσταση της έρευνας για την ε修行 αυτών των τριών τύπων ζημιών.

2.1 Επισκευή ζημιών επιφάνειας φολιών από τιτάνιο

Κατά τη λειτουργία, οι φολιές από τιτάνιο συχνά έχουν ζημιές όπως επιφανειακά σχίσματα, σκάρα σε μικρή επιφάνεια και έξωθεν δαπάνη των φολιών. Η επισκευή τέτοιων ζημιών είναι παρόμοια με εκείνη των φολιών κινητήρα βάσης με νικέλιο. Χρησιμοποιείται μηχανική επεξεργασία για να αφαιρεθεί η ζημιαγμένη περιοχή και χρησιμοποιείται λασερική υγροποίηση ή κολλώση με αργόνιο για την γέμιση και την επισκευή.

Στον τομέα της λειτουργίας της ψυχρής καταθέσεως με λέιζερ, ο Ζάο Τζούανγκ και συνεργάτες [34] του Πανεπιστημίου Βορείου Δυτικού Μηχανικού και Αεροναυπηγικού διεξήγαγαν μελέτη επισκευής με λέιζερ σε μικρές επιφανειακές ανομαλίες (διάμετρος επιφάνειας 2 mm, ημισφαιρικές ανομαλίες με βάθος 0.5 mm) των καταπλαστών αλλοιώματος τιτανίου TC17. Τα αποτελέσματα δείξαν ότι β κλινοειδή κρύσταλλα στην περιοχή καταθέσεως με λέιζερ ανέβαιναν επιταγικά από την διαφάνεια και τα όρια των κυριολεξειών ήταν ασαφή. Τα αρχικά νευρικά α παράλληλα και δευτερεύοντα α φάσεις στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα αυξήθηκαν και εγρούσαν. Σε σύγκριση με τα δείγματα που κατασκευάστηκαν με κλωστοπλοκή, τα δείγματα με λέιζερ επισκευή είχαν τις χαρακτηριστικές υψηλής δυναμικότητας και χαμηλής πλαστικότητας. Η συρριπτική δύναμη αυξήθηκε από 1077,7 MPa σε 1146,6 MPa, και η εκτατικότητα μειώθηκε από 17,4% σε 11,7%. Οι Pan Bo και συνεργάτες [35] χρησιμοποιήσαν τεχνολογία κλωστοπλοκής με λέιζερ και παράλληλη προσφορά μοντιών για να επισκευάσουν πολλές φορές κυκλικές τρύπες με προεγκαταστάμενα ελλείψεις του αλλοιώματος ZTC4 τιτανίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο προ cess της αλλαγής της μικροδομής από το παρενέργειο υλικό στο επισκευασμένο ευρείπεδο ήταν φύλλο. α φάση και μεταξύ των κρυστάλλων β φάση - Τι; πλέγμα δικτύου - Τι; μαρτενσίτη - Τι; Δομή Widmanstatten. Η σκληρότητα της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα αυξήθηκε ελαφρώς με την αύξηση του αριθμού των επισκευών, ενώ η σκληρότητα του παρενέργειου υλικού και της στρωματώδους στρώσης δεν άλλαξε πολύ.

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ζώνη επισκευής και η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα πριν από τη θερμική επεξεργασία είναι υπερμικροί και βελοειδείς α φάση που κατανέμεται στο β ματριξ φάσεων και η περιοχή του βασικού υλικού είναι μια λεπτή καλαθώδης δομή. Μετά τη θερμική επεξεργασία, η μικροδομή κάθε περιοχής είναι σαν στριβλιά πρωταρχική α φάση + β μεταβολή δομής φάσεων, και το μήκος της πρωταρχικής α φάσης στην περιοχή της επισκευής είναι σημαντικά μεγαλύτερο από αυτό σε άλλες περιοχές. Το όριο υψηλής κυκλικής κατάθλιψης της επισκευασμένης μέρος είναι 490MPa, που είναι υψηλότερο από το όριο κατάθλιψης του βασικού υλικού. Η ακραία κατάβαση είναι περίπου 7.1%. Η χειροκίνητη ελεγχόμενη αργονική συγκόλληση χρησιμοποιείται επίσης συχνά για την επισκευή σχισμάτων επιφανειών φύλλων και οξύνσεων ακρων. Το μειονέκτημά της είναι ότι η θερμική εισαγωγή είναι μεγάλη, και οι επισκευές μεγάλων εμβαδών είναι προϊσταμένως αντικείμενο μεγάλης θερμικής τάσης και συγκόλλησης [37].

Η τρέχουσα έρευνα δείχνει ότι ανεξάρτητα από το αν χρησιμοποιείται λαζερική υψωμένη καταθέση ή συνδεσμός με αργόνιο για τον επισκευασμό, η περιοχή του επισκευασμού έχει τις χαρακτηριστικές υψηλής δυνάμεως και χαμηλής πλαστικότητας, και οι παράγοντες κατάθλιψης του φύλλου εύκολα μειώνονται μετά την επισκευή. Το επόμενο βήμα της έρευνας θα πρέπει να επικεντρωθεί στο πώς να ελέγχουμε τη σύνθεση του μετάλλου, να συναρμολογούμε τους παράγοντες της διαδικασίας συνδεσμού και να βελτιώνουμε τις μεθόδους ελέγχου της διαδικασίας για να ρυθμίζουμε τη μικροδομή της περιοχής του επισκευασμού, να επιτύχουμε συμβατότητα μεταξύ δυνάμεως και πλαστικότητας στην περιοχή του επισκευασμού και να εξασφαλίζουμε τις εξαιρετικές ικανότητες κατάθλιψης της.

2.2 Επισκευή των τοπικών ζημιών των φυλλών από τιτάνιο

Δεν υπάρχει ουσιαστική διαφορά μεταξύ της επισκευής ζημιών στα φύλλα ροτόρα από τιτανιού ομοίων και της τεχνολογίας προσθετικής κατασκευής για τρισδιάστατα στερεά μέρη από τιτανιού, όσον αφορά τη διαδικασία. Η επισκευή μπορεί να θεωρηθεί ως ένας διαδικαστικός τρόπος δευτεροβάθμιας προσθετικής καταθέτικης κατασκευής στην επιφάνεια της σπάσης και τοπικά με τα ζημιωμένα μέρη ως υποκάτασταση, όπως εμφανίζεται στον Κύκλο 7. Σύμφωνα με τις διαφορετικές θερμικές πηγές, διαιρείται κυρίως σε λασερική προσθετική επισκευή και αρκτική προσθετική επισκευή. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα τελευταία χρόνια, το Γερμανικό Συνεργείο Έρευνας 871 έχει κάνει την αρκτική προσθετική επισκευή μια θεματική επικεντρωμένη έρευνας για την επισκευή ολοκληρωμένων φύλλων από τιτανιού [38], και έχει βελτιώσει τις ικανότητες επισκευής με την προσθήκη νεοπλαστών και άλλων μεθόδων [39].

Στον τομέα της προσθετικής επισκευής με λασέρ, ο Gong Xinyong και άλλοι [40] χρησιμοποίησαν κόνιο συμμίγματος TC11 για να μελετήσουν τη διαδικασία επισκευής με λασερική υψηλής θερμοκρασίας κατάθεσης του συμμίγματος TC11 από τιτανιού. Μετά την επισκευή, η περιοχή κατάθεσης  το δείγμα με λιγόστερες διαστάσεις και η περιοχή ανατήξης της επιφάνειας είχαν τυπικές χαρακτηριστικές δομικές ιδιότητες Widmanstätten, ενώ η δομή της ζώνης επιρροής θερμότητας του ματρίκιου μεταβιβάζεται από τη δομή Widmanstätten σε διπλή κατάσταση. Η συρρικνωτική ισχύς της ζώνης κατάθεσης ήταν περίπου 1200 MPa, που ήταν υψηλότερη από εκείνη της ζώνης μετάβασης της επιφάνειας και του ματρίκιου, ενώ η πλαστικότητα ήταν ελαφρώς χαμηλότερη από εκείνη του ματρίκιου. Τα δείγματα σύρσης έσπασαν όλα μέσα στο ματρίκιο. Τελικά, ο πραγματικός πτερόνας επισκευάστηκε με τη μέθοδο κατάθεσης με σημειακή τήξη, πέρασε την αξιολόγηση του δοκιμαστικού υπερταχύτητα και πραγματοποιήθηκε η εγκατάσταση και εφαρμογή. Οι Bian Hongyou και συνεργάτες [41] χρησιμοποίησαν το κόνιο TA15 για να μελετήσουν την επισκευή με προσθετική τεχνολογία λέιζερ TC17 τιτανίου, εξερευνώντας τις επιπτώσεις διαφορετικών θερμικών αναπυρώσεων (610 ℃ , 630 ℃ και 650 ℃ ) στη μικροδομή και τις ιδιότητές του. Τα αποτελέσματα δείξαν ότι η συρριπτική δύναμη του κατατμημένου συγχυτικού TA15/TC17 που επισκευάστηκε με λέιζερ καταθέτηση μπορεί να φθάσει στα 1029MPa, αλλά η πλαστικότητα είναι σχετικά χαμηλή, μόνο 4.3%, κατατοπίζοντας το 90.2% και 61.4% των καταχώματων TC17 αντίστοιχα. Μετά από θερμική μετατροπή σε διαφορετικές θερμοκρασίες, η συρριπτική δύναμη και η πλαστικότητα βελτιώνονται σημαντικά.Όταν η θερμοκρασία αναψυχής είναι 650 ℃ , η υψηλότερη συρριπτική δύναμη είναι 1102MPa, κατατοπίζοντας το 98.4% των καταχώματων TC17, και η εκτασιμότητα μετά την συγκρούση είναι 13.5%, που βελτιώνεται σημαντικά σε σύγκριση με την κατάσταση κατάθεσης.

Στον τομέα της επιπρόσθετης επισκευής με αρκά, οι Liu και συν. [42] διεξήγαγαν μια μελέτη επισκευής σε ένα προσομοιωμένο δείγμα με λειψιάς φύλλου συμβατικού χαλκού TC4. Στο κατατεθέντο στρώμα επιτεύχθηκε μια μειγμένη μορφολογία κυμαίων κρυστάλλων και στηλιδωτών κρυστάλλων, με μέγιστη σπαστική ισχύ 991 MPa και επαναγωγή 10%. Οι Zhuo και συν. [43] χρησιμοποίησαν καταπλοκής νήμα TC11 για να διεξάγουν μια μελέτη επιπρόσθετης επισκευής με αρκά σε χαλκό TC17, αναλύοντας την εξέλιξη της μικροδομής του κατατεθέντος στρώματος και της ζώνης επιρροής θερμότητας. Η σπαστική ισχύς ήταν 1015,9 MPa υπό μη επιθερμανόμενες συνθήκες, και η επαναγωγή 14,8%, με καλή συνολική απόδοση. Οι Chen και συν. [44] μελέτησαν τις επιπτώσεις διαφορετικών θερμοκρασιών αναπλάσματος στη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες των δειγμάτων επισκευής χάλκου TC11/TC17. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι μια υψηλότερη θερμοκρασία αναπλάσματος είναι ωφέλιμη για τη βελτίωση της επαναγωγής των επισκευασμένων δειγμάτων.

Η έρευνα για τη χρήση της μεταλλικής προσθετικής κατασκευαστικής τεχνολογίας για τον επανόρθωση των τοπικών ζημιών στις φύλλαχ αλλοιώματος τιτανίου είναι ακόμα σε πρώιμο στάδιο. Τα επανορθωμένα φύλλα δεν πρέπει να επικεντρώνονται μόνο στις μηχανικές ιδιότητες της κατατμημένης στρώσης, αλλά και η αξιολόγηση των μηχανικών ιδιοτήτων στην διάσταση των επανορθωμένων φύλλων είναι εξίσου κρίσιμη.

3 Φύλλα αλλοιώματος τιτανίου με μεγάλη ζημιά. Αντιστοίχηση και επανόρθωση φύλλων

Για να απλοποιηθεί η δομή του συμπιέστη ρότορα και να μειωθεί το βάρος, στα σύγχρονα κινητήρες αεροπλάνων οι φολιές συχνά εφαρμόζουν μια ολοκληρωμένη δομή φολιών-δίσκου, που είναι μια μονοπαρτή δομή που κάνει τις λειτουργικές φολιές και τους δίσκους φολιών να γίνουν μια ολοκληρωμένη δομή, εξαλείποντας τον ξύλινο και το συνδετικό. Ενώ επιτυγχάνει τον σκοπό μείωσης του βάρους, μπορεί επίσης να αποφύγει την έξωση και τις αεροδυναμικές απώλειες του ξύλινου και του συνδετικού στη συνηθισμένη δομή. Η επισκευή των ολισθημάτων επιφάνειας και των τοπικών ζημιών του ολοκληρωμένου δίσκου φολιών του συμπιέστη είναι παρόμοια με την παραπάνω μέθοδο επισκευής απλών φολιών. Για την επισκευή των συντριβών ή των χαλασμάτων του ολοκληρωμένου δίσκου φολιών, η γραμμική διαδοχική κολλώση είναι ευρέως χρησιμοποιούμενη λόγω της μοναδικής μεθόδου επεξεργασίας και των προβλεψιμών πλεονεκτημάτων. Ο προσδιορισμός της είναι απεικονισμένος στο Σχήμα 8 [45].

Οι Mateo και συν. [46] χρησιμοποίησαν γραμμική διαβρωτική συμβολή για να προσομοιάσουν την επισκευή της σύμφυσης Ti-6246 αλλοιώματος τιτανίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ίδια βλάβη που επισκευάστηκε μέχρι τρεις φορές είχε σμικρότερη ζώνη επιρροής θερμότητας και λεπτότερη δομή κρυστάλλων συμβολής. Η συγκρατητική ισχύς μειώθηκε από 1048 MPa σε 1013 MPa με την αύξηση του αριθμού των επισκευών. Ωστόσο, και τα δείγματα συγκρατητικότητας και κόπωσης συντριβής συντριβήκαν στην περιοχή του βασικού υλικού μακριά από την περιοχή της συμβολής.

Οι Ma και συν. [47] μελέτησαν τις επιπτώσεις διαφορετικών θερμοκούφων υποθερμιών (530 ° C + 4h αεριαία ψύξη, 610 ° C + 4h αεριαία ψύξη, 670 ° C + 4h αεριαία ψύξη) στην ​​ μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες των συμβολών γραμμικής διαβρωτικής συμβολής του αλλοιώματος TC17 τιτανίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι με την αύξηση της θερμοκούφων υποθερμίας, ο βαθμός ανακρισταλλεύσεως της φάσης α και της φάσης β αυξάνει σημαντικά. Το συμπεριφερτικό των δειγμάτων συγκρατητικότητας και προβολών αλλάζει από καταστροφική σύντριψη σε διασπαστική σύντριψη. Μετά την θερμοκούφων υποθερμία στο 670 ° C, το δείγμα σπάσης υποφέρεται στο βασικό υλικό. Η αντοχή σε κατάσχεση ήταν 1262MPa, αλλά η εκταμία ήταν μόνο το 81.1% του βασικού υλικού.

Επί του παρόντος, η εθνική και διεθνής έρευνα δείχνει ότι η τεχνολογία επισκευής με γραμμική διατριβική συμβολή έχει τη λειτουργία αυτοκαθάρσεως από υδρόξια, που μπορεί να αφαιρέσει αποτελεσματικά υδρόξια από την επιφάνεια σύνδεσης χωρίς μεταλλευτικά προβλήματα που προκαλούνται από την τήξη. Τον ίδιο χρόνο, μπορεί να επιτύχει τη σύνδεση οιετερόγενων υλικών για να λάβει διπλή-λογχή/διπλή-απόδοση ολοκληρωμένων φύλλων, και να ολοκληρώσει τη γρήγορη επισκευή των σπάσματος ή των χαμένων κομματιών των φύλλων που κατασκευάζονται από διαφορετικά υλικά [38]. Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη πολλά προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν στη χρήση της τεχνολογίας γραμμικής διατριβικής συμβολής για την επισκευή ολοκληρωμένων φύλλων, όπως μεγάλος κατάλοιπος τension στις συνδέσεις και δυσκολία στον έλεγχο της ποιότητας των συνδέσεων οιετερόγενων υλικών. Τον ίδιο χρόνο, ο γραμμικός διατριβικός προσδιορισμός για νέα υλικά χρειάζεται περαιτέρω εξερεύνηση.

Επικοινωνία μαζί μας

Ευχαριστούμε για το ενδιαφέρον σας για την εταιρεία μας! Ως εταιρεία επαγγελματικής παραγωγής μερών αεροσιδηρού, θα συνεχίσουμε να επικεντρωνόμαστε στην καινοτομία της τεχνολογίας και τη βελτίωση των υπηρεσιών, για να προσφέρουμε περισσότερες υψηλής ποιότητας λύσεις σε πελάτες σε όλο τον κόσμο. Εάν έχετε οποιαδήποτε ερώτηση, πρόταση ή πρόθεση συνεργασίας, είμαστε πολύ ηθικοί να σας βοηθήσουμε. Επικοινωνήστε μαζί μας με τους ακόλουθους τρόπους:

WhatsAPP: +86 135 4409 5201

Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ：[email protected]