विमान इंजन टरबाइन ब्लेड और पंखे/कंप्रेसर ब्लेड के लिए वेल्डिंग मरम्मत और पुनः विनिर्माण प्रौद्योगिकी

विमान इंजन ब्लेड लंबे समय तक एक जटिल और कठोर कार्य वातावरण में होते हैं, और विभिन्न प्रकार के क्षति दोषों से ग्रस्त होते हैं। ब्लेड को बदलना महंगा है, और ब्लेड की मरम्मत और पुनः निर्माण तकनीक पर शोध से बहुत बड़ा आर्थिक लाभ होता है। विमान इंजन ब्लेड मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित हैं: टरबाइन ब्लेड और पंखा/कंप्रेसर ब्लेड। टरबाइन ब्लेड आमतौर पर निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं का उपयोग करते हैं, जबकि पंखे/कंप्रेसर ब्लेड मुख्य रूप से टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग करते हैं, और कुछ निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं का उपयोग करते हैं। टरबाइन ब्लेड और पंखे/कंप्रेसर ब्लेड की सामग्री और कार्य वातावरण में अंतर के कारण विभिन्न सामान्य प्रकार की क्षति होती है, जिसके परिणामस्वरूप मरम्मत के बाद विभिन्न मरम्मत विधियाँ और प्रदर्शन संकेतक प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। यह पेपर विमान इंजन ब्लेड में दो प्रकार के सामान्य क्षति दोषों के लिए वर्तमान में उपयोग की जाने वाली मरम्मत विधियों और प्रमुख तकनीकों का विश्लेषण और चर्चा करता है, जिसका उद्देश्य विमान इंजन ब्लेड की उच्च-गुणवत्ता वाली मरम्मत और पुनः निर्माण को प्राप्त करने के लिए एक सैद्धांतिक आधार प्रदान करना है।

विमान के इंजन में, टर्बाइन और पंखे/कंप्रेसर रोटर ब्लेड लंबे समय तक कठोर वातावरण जैसे कि केन्द्रापसारक भार, तापीय तनाव और जंग के अधीन होते हैं, और इनके प्रदर्शन की अत्यधिक उच्च आवश्यकताएं होती हैं। इन्हें विमान इंजन निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, और इनका निर्माण पूरे इंजन निर्माण के कार्यभार का 30% से अधिक है [1-3] लंबे समय तक कठोर और जटिल कार्य वातावरण में रहने के कारण, रोटर ब्लेड में दरारें, ब्लेड टिप घिसना और फ्रैक्चर क्षति जैसे दोष होने की संभावना होती है। ब्लेड की मरम्मत की लागत पूरे ब्लेड के निर्माण की लागत का केवल 20% है। इसलिए, विमान इंजन ब्लेड मरम्मत प्रौद्योगिकी पर शोध ब्लेड के सेवा जीवन को बढ़ाने, विनिर्माण लागत को कम करने और भारी आर्थिक लाभ के लिए अनुकूल है।

विमान इंजन ब्लेड की मरम्मत और पुनर्निर्माण में मुख्य रूप से निम्नलिखित चार चरण शामिल हैं [4]: ​​ब्लेड प्रीट्रीटमेंट (ब्लेड की सफाई सहित [5], त्रि-आयामी निरीक्षण और ज्यामितीय पुनर्निर्माण [6-7], आदि); सामग्री जमाव (जिसमें लापता सामग्रियों के भरने और संचय को पूरा करने के लिए उन्नत वेल्डिंग और कनेक्शन प्रौद्योगिकी का उपयोग शामिल है [8-10], प्रदर्शन वसूली गर्मी उपचार [11-13], आदि); ब्लेड नवीनीकरण (पीसने और चमकाने जैसी मशीनिंग विधियों सहित [14]); मरम्मत के बाद का उपचार (सतह कोटिंग सहित [15-16] और सुदृढ़ीकरण उपचार [17], आदि), जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। उनमें से, सामग्री जमा करना मरम्मत के बाद ब्लेड के यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करने की कुंजी है। विमान इंजन ब्लेड के मुख्य घटकों और सामग्रियों को चित्र 2 में दिखाया गया है। विभिन्न सामग्रियों और विभिन्न दोष रूपों के लिए, संबंधित मरम्मत विधि अनुसंधान क्षतिग्रस्त ब्लेड की उच्च गुणवत्ता वाली मरम्मत और पुनर्निर्माण को प्राप्त करने का आधार है। यह पत्र निकल आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु टरबाइन ब्लेड और टाइटेनियम मिश्र धातु प्रशंसक / कंप्रेसर ब्लेड को वस्तुओं के रूप में लेता है, इस स्तर पर विभिन्न विमान इंजन ब्लेड क्षति प्रकारों के लिए उपयोग की जाने वाली मरम्मत विधियों और प्रमुख प्रौद्योगिकियों पर चर्चा और विश्लेषण करता है, और उनके फायदे और नुकसान की व्याख्या करता है।

1. निकेल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु टरबाइन ब्लेड मरम्मत विधि

निकेल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु टरबाइन ब्लेड लंबे समय तक उच्च तापमान दहन गैस और जटिल तनाव के वातावरण में काम करते हैं, और ब्लेड में अक्सर थकान थर्मल दरारें, छोटे क्षेत्र की सतह क्षति (ब्लेड टिप पहनने और संक्षारण क्षति), और थकान फ्रैक्चर जैसे दोष होते हैं। चूंकि टरबाइन ब्लेड थकान फ्रैक्चर की मरम्मत की सुरक्षा अपेक्षाकृत कम है, इसलिए उन्हें आमतौर पर वेल्डिंग मरम्मत के बिना थकान फ्रैक्चर होने के बाद सीधे बदल दिया जाता है। टरबाइन ब्लेड के दो सामान्य प्रकार के दोष और मरम्मत के तरीके चित्र 3 [4] में दिखाए गए हैं। निम्नलिखित क्रमशः निकेल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु टरबाइन ब्लेड के इन दो प्रकार के दोषों की मरम्मत के तरीकों को पेश करेगा।

1.1 निकेल-आधारित सुपरअलॉय टरबाइन ब्लेड दरार की मरम्मत

टांकना और ठोस चरण वेल्डिंग मरम्मत विधियों का उपयोग आम तौर पर टरबाइन ब्लेड दरार दोषों की मरम्मत के लिए किया जाता है, जिनमें मुख्य रूप से शामिल हैं: वैक्यूम टांकना, क्षणिक तरल चरण प्रसार संबंध, सक्रिय प्रसार वेल्डिंग और पाउडर धातु विज्ञान पुनःनिर्माण मरम्मत विधियां।

शान एट अल. [18] ने Ni-Cr-B-Si और Ni-Cr-Zr ब्रेज़िंग फिलर्स का उपयोग करके ChS88 निकल-आधारित मिश्र धातु ब्लेड में दरारों की मरम्मत के लिए बीम वैक्यूम ब्रेज़िंग विधि का उपयोग किया। परिणामों से पता चला कि Ni-Cr-B-Si ब्रेज़िंग फिलर धातु की तुलना में, Ni-Cr-Zr ब्रेज़िंग फिलर धातु में Zr को फैलाना आसान नहीं है, सब्सट्रेट महत्वपूर्ण रूप से संक्षारित नहीं होता है, और वेल्डेड जोड़ की कठोरता अधिक होती है। Ni-Cr-Zr ब्रेज़िंग फिलर धातु के उपयोग से ChS88 निकल-आधारित मिश्र धातु ब्लेड में दरारों की मरम्मत की जा सकती है। ओजो एट अल. [19] ने Inconel718 निकल-आधारित मिश्र धातु के डिफ्यूजन ब्रेज़्ड जोड़ों की सूक्ष्म संरचना और गुणों पर गैप के आकार और प्रक्रिया मापदंडों के प्रभावों का अध्ययन किया। जैसे-जैसे अंतराल का आकार बढ़ता है, Ni3Al-आधारित इंटरमेटेलिक यौगिकों और Ni-समृद्ध और Cr-समृद्ध बोराइड्स जैसे कठोर और भंगुर चरणों का प्रकट होना संयुक्त शक्ति और कठोरता में कमी का मुख्य कारण है।

क्षणिक तरल चरण प्रसार वेल्डिंग आइसोथर्मल स्थितियों के तहत जम जाती है और संतुलन स्थितियों के तहत क्रिस्टलीकरण से संबंधित होती है, जो संरचना और संरचना के समरूपीकरण के लिए अनुकूल है [20]। पौरनवारी [21] ने इनकोनेल718 निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु के क्षणिक तरल चरण प्रसार वेल्डिंग का अध्ययन किया और पाया कि भराव में Cr सामग्री और मैट्रिक्स की अपघटन सीमा आइसोथर्मल ठोसीकरण क्षेत्र की ताकत को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक हैं। लिन एट अल। [22] ने GH99 निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु जोड़ों के माइक्रोस्ट्रक्चर और गुणों पर क्षणिक तरल चरण प्रसार वेल्डिंग प्रक्रिया मापदंडों के प्रभाव का अध्ययन किया। परिणामों से पता चला कि कनेक्शन के तापमान में वृद्धि या समय के विस्तार के साथ, वर्तमान में, क्षणिक तरल चरण प्रसार वेल्डिंग का उपयोग कम तनाव वाले क्षेत्रों में छोटी दरारों की मरम्मत और बिना कटे ब्लेड की टिप क्षति के पुनर्निर्माण के लिए सफलतापूर्वक किया गया है [23-24]। हालांकि क्षणिक द्रव चरण प्रसार वेल्डिंग को विभिन्न सामग्रियों पर सफलतापूर्वक लागू किया गया है, लेकिन यह छोटी दरारों (लगभग 250 मिमी) की मरम्मत तक ही सीमित है।μमीटर)।

जब दरार की चौड़ाई 0.5 मिमी से अधिक होती है और केशिका क्रिया दरार को भरने के लिए अपर्याप्त होती है, तो सक्रिय प्रसार वेल्डिंग [24] का उपयोग करके ब्लेड की मरम्मत की जा सकती है। सु एट अल। [25] ने डीएफ738बी ब्रेज़िंग सामग्री का उपयोग करके इन4 निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु ब्लेड की मरम्मत के लिए सक्रिय प्रसार ब्रेज़िंग विधि का उपयोग किया, और एक उच्च शक्ति, ऑक्सीकरण-प्रतिरोधी ब्रेज़्ड जोड़ प्राप्त किया। γ′ संयुक्त में अवक्षेपित चरण का मजबूत प्रभाव होता है, और तन्य शक्ति मूल सामग्री के 85% तक पहुँच जाती है। संयुक्त Cr-समृद्ध बोराइड की स्थिति पर टूट जाता है। हॉक एट अल। [26] ने रेने 108 निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु ब्लेड की चौड़ी दरार की मरम्मत के लिए सक्रिय प्रसार वेल्डिंग का भी उपयोग किया। उन्नत सामग्री सतहों के मूल पुनर्निर्माण के लिए एक नव विकसित विधि के रूप में पाउडर धातु विज्ञान पुनर्निर्माण, उच्च तापमान मिश्र धातु ब्लेड की मरम्मत में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। यह दरारें, पृथक्करण, पहनने और ब्लेड में छेद जैसे बड़े अंतराल दोषों (5 मिमी से अधिक) की त्रि-आयामी निकट-आइसोट्रोपिक ताकत को बहाल और पुनर्निर्माण कर सकता है [27]। लिबर्डी, एक कनाडाई कंपनी, ने खराब वेल्डिंग प्रदर्शन वाले उच्च Al और Ti सामग्री वाले निकल-आधारित मिश्र धातु ब्लेड की मरम्मत के लिए LPM (लिबर्डी पाउडर धातु विज्ञान) विधि विकसित की। प्रक्रिया चित्र 4 [28] में दिखाई गई है। हाल के वर्षों में, इस पद्धति पर आधारित ऊर्ध्वाधर लेमिनेशन पाउडर धातु विज्ञान विधि 25 मिमी [29] के रूप में व्यापक दोषों की एक बार की ब्रेज़िंग मरम्मत कर सकती है।

1.2 मरम्मत निकेल आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु टर्बाइन ब्लेड की सतह क्षति

जब निकेल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु ब्लेड की सतह पर छोटे-छोटे क्षेत्र की खरोंचें और जंग से नुकसान होता है, तो क्षतिग्रस्त क्षेत्र को आमतौर पर मशीनिंग द्वारा हटाया और खांचे बनाया जा सकता है, और फिर एक उपयुक्त वेल्डिंग विधि का उपयोग करके भरा और मरम्मत की जा सकती है। वर्तमान शोध मुख्य रूप से लेजर पिघलने के जमाव और आर्गन आर्क वेल्डिंग की मरम्मत पर केंद्रित है।

संयुक्त राज्य अमेरिका में डेलावेयर विश्वविद्यालय से किम एट अल. [30] ने उच्च Al और Ti सामग्री वाले Rene80 निकल-आधारित मिश्र धातु ब्लेड पर लेजर क्लैडिंग और मैनुअल वेल्डिंग की मरम्मत की, और पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट से गुजरने वाले वर्कपीस की तुलना उन वर्कपीस से की, जो पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट और हॉट आइसोस्टेटिक प्रेसिंग (HIP) से गुजरे थे, और पाया कि HIP छोटे आकार के छिद्र दोषों को प्रभावी रूप से कम कर सकता है। हुआज़ोंग विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय से लियू एट अल. [31] ने 718 निकल-आधारित मिश्र धातु टरबाइन घटकों में खांचे और छेद दोषों की मरम्मत के लिए लेजर क्लैडिंग तकनीक का उपयोग किया, और मरम्मत प्रक्रिया पर लेजर पावर घनत्व, लेजर स्कैनिंग गति और क्लैडिंग फॉर्म के प्रभावों का पता लगाया, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है।

आर्गन आर्क वेल्डिंग मरम्मत के संदर्भ में, चीन एविएशन डेवलपमेंट शेनयांग लिमिंग एयरो इंजन (ग्रुप) कंपनी लिमिटेड के क्वे शेंग एट अल [32] ने DZ125 उच्च तापमान मिश्र धातु टरबाइन ब्लेड की नोक पर पहनने और दरार की समस्याओं को ठीक करने के लिए टंगस्टन आर्गन आर्क वेल्डिंग विधि का उपयोग किया। परिणाम बताते हैं कि पारंपरिक कोबाल्ट-आधारित वेल्डिंग सामग्री के साथ मरम्मत के बाद, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र थर्मल दरारों से ग्रस्त है और वेल्ड की कठोरता कम हो जाती है। हालांकि, नव विकसित एमजीएस-1 निकल-आधारित वेल्डिंग सामग्री का उपयोग, उपयुक्त वेल्डिंग और गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के साथ, गर्मी प्रभावित क्षेत्र में होने वाली दरारों से प्रभावी रूप से बच सकता है, और 1000 पर तन्य शक्ति°सी बेस मटेरियल के 90% तक पहुँच जाता है। सॉन्ग वेनकिंग एट अल। [33] ने K4104 उच्च तापमान मिश्र धातु टरबाइन गाइड ब्लेड के कास्टिंग दोषों की मरम्मत वेल्डिंग प्रक्रिया पर एक अध्ययन किया। परिणामों से पता चला कि HGH3113 और HGH3533 वेल्डिंग तारों को भराव धातुओं के रूप में उपयोग करने से उत्कृष्ट वेल्ड गठन, अच्छी प्लास्टिसिटी और मजबूत दरार प्रतिरोध होता है, जबकि जब बढ़ी हुई Zr सामग्री के साथ K4104 वेल्डिंग तार को वेल्डेड किया जाता है, तो तरल धातु की तरलता खराब होती है, वेल्ड सतह अच्छी तरह से नहीं बनती है, और दरारें और गैर-संलयन दोष होते हैं। यह देखा जा सकता है कि ब्लेड की मरम्मत की प्रक्रिया में, भरने वाली सामग्री का चयन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

निकल-आधारित टरबाइन ब्लेड की मरम्मत पर वर्तमान शोध से पता चला है कि निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं में Cr, Mo, Al जैसे ठोस घोल को मजबूत करने वाले तत्व और P, S और B जैसे ट्रेस तत्व होते हैं, जो मरम्मत प्रक्रिया के दौरान उन्हें अधिक दरार-संवेदनशील बनाते हैं। वेल्डिंग के बाद, वे संरचनात्मक अलगाव और भंगुर लवेस चरण दोषों के गठन के लिए प्रवण होते हैं। इसलिए, निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं की मरम्मत पर बाद के शोध में ऐसे दोषों की संरचना और यांत्रिक गुणों के विनियमन की आवश्यकता होती है।

2 टाइटेनियम मिश्र धातु पंखा/कंप्रेसर ब्लेड मरम्मत विधि

ऑपरेशन के दौरान, टाइटेनियम मिश्र धातु के पंखे/कंप्रेसर ब्लेड मुख्य रूप से केन्द्रापसारक बल, वायुगतिकीय बल और कंपन भार के अधीन होते हैं। उपयोग के दौरान, सतह क्षति दोष (दरारें, ब्लेड टिप पहनना, आदि), टाइटेनियम मिश्र धातु ब्लेड के स्थानीय टूटना दोष, और बड़े क्षेत्र की क्षति (थकान फ्रैक्चर, बड़े क्षेत्र की क्षति और जंग, आदि) अक्सर होते हैं, जिसके लिए ब्लेड के समग्र प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है। चित्र 6 में विभिन्न दोष प्रकार और सामान्य मरम्मत विधियाँ दिखाई गई हैं। निम्नलिखित इन तीन प्रकार के दोषों की मरम्मत की शोध स्थिति का परिचय देगा।

2.1 टाइटेनियम मिश्र धातु ब्लेड सतह क्षति दोषों की मरम्मत

ऑपरेशन के दौरान, टाइटेनियम मिश्र धातु ब्लेड में अक्सर सतह पर दरारें, छोटे क्षेत्र में खरोंच और ब्लेड घिसने जैसे दोष होते हैं। ऐसे दोषों की मरम्मत निकेल-आधारित टरबाइन ब्लेड के समान ही होती है। दोषपूर्ण क्षेत्र को हटाने के लिए मशीनिंग का उपयोग किया जाता है और भरने और मरम्मत के लिए लेजर पिघलने वाले जमाव या आर्गन आर्क वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है।

लेजर पिघलने के जमाव के क्षेत्र में, नॉर्थवेस्टर्न पॉलिटेक्निकल यूनिवर्सिटी के झाओ झुआंग एट अल [34] ने TC2 टाइटेनियम मिश्र धातु फोर्जिंग के छोटे आकार के सतह दोषों (सतह व्यास 0.5 मिमी, 17 मिमी की गहराई के साथ गोलार्ध दोष) पर एक लेजर मरम्मत अध्ययन किया। परिणामों से पता चला कि β लेजर जमाव क्षेत्र में स्तंभाकार क्रिस्टल इंटरफ़ेस से उपकला रूप से बढ़े और अनाज की सीमाएँ धुंधली हो गईं। मूल सुई के आकार का α लाठियाँ और माध्यमिक α गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में चरण बढ़े और मोटे हो गए। जाली नमूनों की तुलना में, लेजर-मरम्मत किए गए नमूनों में उच्च शक्ति और कम प्लास्टिसिटी की विशेषताएं थीं। तन्य शक्ति 1077.7 एमपीए से बढ़कर 1146.6 एमपीए हो गई, और बढ़ाव 17.4% से घटकर 11.7% हो गया। पैन बो एट अल। [35] ने कई बार ZTC4 टाइटेनियम मिश्र धातु के गोलाकार छेद के आकार के पूर्वनिर्मित दोषों की मरम्मत के लिए समाक्षीय पाउडर फीडिंग लेजर क्लैडिंग तकनीक का इस्तेमाल किया। परिणामों से पता चला कि मूल सामग्री से मरम्मत किए गए क्षेत्र में माइक्रोस्ट्रक्चर परिवर्तन प्रक्रिया लैमेलर थी α चरण और अंतर-दानेदार β चरण → टोकरीबुनाई संरचना → मार्टेंसाईट → विडमैनस्टेटन संरचना। मरम्मत की संख्या में वृद्धि के साथ गर्मी प्रभावित क्षेत्र की कठोरता थोड़ी बढ़ गई, जबकि मूल सामग्री और क्लैडिंग परत की कठोरता में ज्यादा बदलाव नहीं आया।

परिणाम दर्शाते हैं कि ऊष्मा उपचार से पहले मरम्मत क्षेत्र और ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र अति सूक्ष्म सुईनुमा होते हैं α चरण में वितरित β चरण मैट्रिक्स, और आधार सामग्री क्षेत्र एक ठीक टोकरी संरचना है। गर्मी उपचार के बाद, प्रत्येक क्षेत्र की सूक्ष्म संरचना लाठ जैसी प्राथमिक होती है α चरण + β चरण परिवर्तन संरचना, और प्राथमिक की लंबाई α मरम्मत क्षेत्र में चरण अन्य क्षेत्रों की तुलना में काफी बड़ा है। मरम्मत भाग की उच्च चक्र थकान सीमा 490MPa है, जो आधार सामग्री की थकान सीमा से अधिक है। चरम गिरावट लगभग 7.1% है। मैनुअल आर्गन आर्क वेल्डिंग का उपयोग आमतौर पर ब्लेड की सतह की दरारों और टिप पहनने की मरम्मत के लिए भी किया जाता है। इसका नुकसान यह है कि गर्मी का इनपुट बड़ा है, और बड़े क्षेत्र की मरम्मत बड़े थर्मल तनाव और वेल्डिंग विरूपण [37] के लिए प्रवण हैं।

वर्तमान शोध से पता चलता है कि मरम्मत के लिए लेजर पिघलने वाले जमाव या आर्गन आर्क वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है, लेकिन मरम्मत क्षेत्र में उच्च शक्ति और कम प्लास्टिसिटी की विशेषताएं होती हैं, और मरम्मत के बाद ब्लेड का थकान प्रदर्शन आसानी से कम हो जाता है। शोध के अगले चरण में मिश्र धातु संरचना को नियंत्रित करने, वेल्डिंग प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित करने और मरम्मत क्षेत्र के माइक्रोस्ट्रक्चर को विनियमित करने, मरम्मत क्षेत्र में ताकत और प्लास्टिसिटी मिलान प्राप्त करने और इसके उत्कृष्ट थकान प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए प्रक्रिया नियंत्रण विधियों को अनुकूलित करने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए।

2.2 टाइटेनियम मिश्र धातु ब्लेड की स्थानीय क्षति की मरम्मत

प्रक्रिया के संदर्भ में टाइटेनियम मिश्र धातु रोटर ब्लेड क्षति दोषों की मरम्मत और टाइटेनियम मिश्र धातु त्रि-आयामी ठोस भागों की एडिटिव विनिर्माण तकनीक के बीच कोई आवश्यक अंतर नहीं है। मरम्मत को फ्रैक्चर सेक्शन और स्थानीय सतह पर क्षतिग्रस्त भागों को मैट्रिक्स के रूप में द्वितीयक जमाव एडिटिव विनिर्माण की प्रक्रिया के रूप में माना जा सकता है, जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है। विभिन्न ताप स्रोतों के अनुसार, इसे मुख्य रूप से लेजर एडिटिव मरम्मत और आर्क एडिटिव मरम्मत में विभाजित किया जाता है। यह ध्यान देने योग्य है कि हाल के वर्षों में, जर्मन 871 सहयोगी अनुसंधान केंद्र ने आर्क एडिटिव मरम्मत तकनीक को टाइटेनियम मिश्र धातु अभिन्न ब्लेड [38] की मरम्मत के लिए एक शोध फोकस बनाया है, और न्यूक्लियेटिंग एजेंटों और अन्य साधनों को जोड़कर मरम्मत के प्रदर्शन में सुधार किया है [39]।

लेजर एडिटिव रिपेयर के क्षेत्र में, गोंग ज़िनयोंग एट अल. [40] ने TC11 टाइटेनियम मिश्र धातु की लेजर पिघलने वाली जमावट मरम्मत प्रक्रिया का अध्ययन करने के लिए TC11 मिश्र धातु पाउडर का उपयोग किया। मरम्मत के बाद, जमाव क्षेत्र पतली दीवार वाले नमूने और इंटरफ़ेस रीमेल्टिंग क्षेत्र में विशिष्ट विडमैनस्टेटन संरचना विशेषताएँ थीं, और मैट्रिक्स ताप प्रभावित क्षेत्र संरचना विडमैनस्टेटन संरचना से दोहरे-अवस्था संरचना में परिवर्तित हो गई। जमाव क्षेत्र की तन्य शक्ति लगभग 1200 एमपीए थी, जो इंटरफ़ेस संक्रमण क्षेत्र और मैट्रिक्स की तुलना में अधिक थी, जबकि प्लास्टिसिटी मैट्रिक्स की तुलना में थोड़ी कम थी। तन्य नमूने सभी मैट्रिक्स के अंदर टूट गए थे। अंत में, वास्तविक प्ररित करनेवाला को बिंदु-दर-बिंदु पिघलने वाले जमाव विधि द्वारा मरम्मत की गई, सुपर-स्पीड परीक्षण मूल्यांकन पारित किया, और स्थापना अनुप्रयोग को साकार किया। बियान होंग्यू एट अल। [41] ने टीसी 15 टाइटेनियम मिश्र धातु की लेजर एडिटिव मरम्मत का अध्ययन करने के लिए टीए 17 पाउडर का इस्तेमाल किया, और विभिन्न एनीलिंग ताप उपचार तापमानों के प्रभावों का पता लगाया (610℃, 630℃ और 650℃) इसकी सूक्ष्म संरचना और गुणों पर। परिणामों से पता चला कि लेजर जमाव द्वारा मरम्मत किए गए जमा किए गए TA15/TC17 मिश्र धातु की तन्य शक्ति 1029MPa तक पहुँच सकती है, लेकिन प्लास्टिसिटी अपेक्षाकृत कम है, केवल 4.3%, जो क्रमशः TC90.2 फोर्जिंग के 61.4% और 17% तक पहुँचती है। विभिन्न तापमानों पर ऊष्मा उपचार के बाद, तन्य शक्ति और प्लास्टिसिटी में काफी सुधार होता है। जब एनीलिंग तापमान 650 होता है℃, उच्चतम तन्य शक्ति 1102MPa है, जो TC98.4 फोर्जिंग के 17% तक पहुंचती है, और फ्रैक्चर के बाद बढ़ाव 13.5% है, जो जमा राज्य की तुलना में काफी सुधार हुआ है।

आर्क एडिटिव रिपेयर के क्षेत्र में, लियू एट अल. [42] ने एक गुम टीसी4 टाइटेनियम मिश्र धातु ब्लेड के नकली नमूने पर एक मरम्मत अध्ययन किया। जमा परत में समभुज क्रिस्टल और स्तंभ क्रिस्टल की मिश्रित अनाज आकृति विज्ञान प्राप्त किया गया था, जिसमें अधिकतम तन्य शक्ति 991 एमपीए और 10% की वृद्धि थी। झूओ एट अल. [43] ने टीसी11 टाइटेनियम मिश्र धातु पर आर्क एडिटिव रिपेयर अध्ययन करने के लिए टीसी17 वेल्डिंग तार का इस्तेमाल किया और जमा परत और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र के सूक्ष्म संरचनात्मक विकास का विश्लेषण किया। बिना गर्म किए गए परिस्थितियों में तन्य शक्ति 1015.9 एमपीए थी और बढ़ाव 14.8% था, जिसमें अच्छा व्यापक प्रदर्शन था। चेन एट अल. [44] ने टीसी11/टीसी17 टाइटेनियम मिश्र धातु मरम्मत नमूनों की सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुणों पर विभिन्न एनीलिंग तापमान के प्रभावों का अध्ययन किया। परिणामों से पता चला कि उच्च तापानुशीतन तापमान, मरम्मत किये गये नमूनों के विस्तार को सुधारने के लिए लाभदायक था।

टाइटेनियम मिश्र धातु ब्लेड में स्थानीय क्षति दोषों की मरम्मत के लिए धातु योजक विनिर्माण प्रौद्योगिकी के उपयोग पर अनुसंधान अभी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है। मरम्मत किए गए ब्लेड को न केवल जमा परत के यांत्रिक गुणों पर ध्यान देने की आवश्यकता है, बल्कि मरम्मत किए गए ब्लेड के इंटरफेस पर यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन भी उतना ही महत्वपूर्ण है।

3 टाइटेनियम मिश्र धातु ब्लेड बड़े क्षेत्र में क्षति के साथ ब्लेड प्रतिस्थापन और मरम्मत

कंप्रेसर रोटर संरचना को सरल बनाने और वजन कम करने के लिए, आधुनिक विमान इंजन ब्लेड अक्सर एक अभिन्न ब्लेड डिस्क संरचना को अपनाते हैं, जो एक-टुकड़ा संरचना है जो काम करने वाले ब्लेड और ब्लेड डिस्क को एक अभिन्न संरचना में बनाती है, जिससे टेनन और मोर्टिस को खत्म किया जाता है। वजन घटाने के उद्देश्य को प्राप्त करते हुए, यह पारंपरिक संरचना में टेनन और मोर्टिस के पहनने और वायुगतिकीय नुकसान से भी बच सकता है। कंप्रेसर इंटीग्रल ब्लेड डिस्क की सतह की क्षति और स्थानीय क्षति दोषों की मरम्मत उपर्युक्त अलग ब्लेड मरम्मत विधि के समान है। इंटीग्रल ब्लेड डिस्क के टूटे या गायब टुकड़ों की मरम्मत के लिए, रैखिक घर्षण वेल्डिंग का उपयोग इसकी अनूठी प्रसंस्करण विधि और लाभों के कारण व्यापक रूप से किया जाता है। इसकी प्रक्रिया चित्र 8 [45] में दिखाई गई है।

माटेओ एट अल. [46] ने Ti-6246 टाइटेनियम मिश्र धातु की मरम्मत का अनुकरण करने के लिए रैखिक घर्षण वेल्डिंग का उपयोग किया। परिणामों से पता चला कि तीन बार तक मरम्मत की गई समान क्षति में एक संकीर्ण ताप-प्रभावित क्षेत्र और एक महीन वेल्ड अनाज संरचना थी। मरम्मत की संख्या में वृद्धि के साथ तन्य शक्ति 1048 एमपीए से घटकर 1013 एमपीए हो गई। हालांकि, तन्यता और थकान दोनों नमूने वेल्ड क्षेत्र से दूर आधार सामग्री क्षेत्र में टूट गए थे।

मा एट अल. [47] ने विभिन्न ताप उपचार तापमानों (530) के प्रभावों का अध्ययन किया°सी + 4h वायु शीतलन, 610°सी + 4h वायु शीतलन, 670°सी + 4h वायु शीतलन) चालू â € <â € <TC17 टाइटेनियम मिश्र धातु रैखिक घर्षण वेल्डेड जोड़ों के सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुण। परिणाम बताते हैं कि जैसे-जैसे गर्मी उपचार तापमान बढ़ता है, पुनर्संरचना की डिग्री बढ़ती जाती है α चरण और β चरण में काफी वृद्धि होती है। तन्यता और प्रभाव नमूनों का फ्रैक्चर व्यवहार भंगुर फ्रैक्चर से तन्य फ्रैक्चर में बदल गया। 670 पर गर्मी उपचार के बाद°सी, तन्यता नमूना आधार सामग्री में टूट गया। तन्यता ताकत 1262 एमपीए थी, लेकिन बढ़ाव आधार सामग्री का केवल 81.1% था।

वर्तमान में, घरेलू और विदेशी शोध से पता चलता है कि रैखिक घर्षण वेल्डिंग मरम्मत तकनीक में स्व-सफाई ऑक्साइड का कार्य होता है, जो पिघलने के कारण होने वाले धातु संबंधी दोषों के बिना संबंध सतह पर ऑक्साइड को प्रभावी ढंग से हटा सकता है। साथ ही, यह दोहरे मिश्र धातु/दोहरे प्रदर्शन वाले अभिन्न ब्लेड डिस्क प्राप्त करने के लिए विषम सामग्रियों के कनेक्शन का एहसास कर सकता है, और विभिन्न सामग्रियों से बने अभिन्न ब्लेड डिस्क के ब्लेड बॉडी फ्रैक्चर या गायब टुकड़ों की तेजी से मरम्मत को पूरा कर सकता है [38]। हालांकि, अभिन्न ब्लेड डिस्क की मरम्मत के लिए रैखिक घर्षण वेल्डिंग तकनीक के उपयोग में अभी भी कई समस्याओं का समाधान किया जाना है, जैसे कि जोड़ों में बड़े अवशिष्ट तनाव और विषम सामग्री कनेक्शन की गुणवत्ता को नियंत्रित करने में कठिनाई। साथ ही, नई सामग्रियों के लिए रैखिक घर्षण वेल्डिंग प्रक्रिया को और अधिक अन्वेषण की आवश्यकता है।

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