Technologia naprawy spawalniczej i renowacji łopatek turbin silników lotniczych oraz łopatek wentylatorowych/kompresorowych

Łopatki silników lotniczych pracują przez długi czas w złożonym i surowym środowisku, co sprawia, że są podatne na różne rodzaje uszkodzeń. Zamiana łopatek jest kosztowna, a badania nad technologiami naprawy i remanufaktury mają ogromne korzyści ekonomiczne. Łopatki silników lotniczych dzielą się przede wszystkim na dwie kategorie: łopatki turbinowe i łopatki wentylatorów/kompresorów. Łopatki turbinowe zwykle wykonane są z niklowych stopów wysokotemperaturowych, podczas gdy łopatki wentylatorów/kompresorów głównie z aliantów tytanowych, a niektóre z niklowych stopów wysokotemperaturowych. Różnice w materiałach oraz środowisku pracy między łopatkami turbinowymi a wentylatorowymi/kompresorowymi powodują różne typowe uszkodzenia, co prowadzi do różnych metod naprawy i wskaźników wydajności, które należy osiągnąć po naprawie. W niniejszym artykule analizowane i omawiane są metody naprawy oraz kluczowe technologie obecnie stosowane dla dwóch typowych uszkodzeń łopatek silników lotniczych, mając na celu dostarczenie podstaw teoretycznych dla osiągnięcia wysokiej jakości naprawy i remanufaktury łopatek silników lotniczych.

W silnikach lotniczych łopatki turbin i wirników wentylatora/kompresora podlegają długoterminowym surowym warunkom, takim jak obciążenia odśrodkowe, termiczne naprężenia i korozyja, a ich wymagania dotyczące wydajności są ekstremalnie wysokie. Są wymieniane jako jedne z najbardziej kluczowych elementów w produkcji silników lotniczych, a ich produkcja stanowi ponad 30% pracy potrzebnej do wykonania całego silnika [1, 2, 3]. Znajdując się przez długi czas w surowym i złożonym środowisku pracy, łopatki wirników są podatne na defekty, takie jak rysy, zużycie końcówki łopatki i uszkodzenia spowodowane pękaniami. Koszt naprawy łopatek wynosi tylko 20% kosztu produkcji całej łopatki. Dlatego badania nad technologią naprawy łopatek silników lotniczych sprzyjają przedłużeniu ich żywotności, zmniejszają koszty produkcji i przynoszą ogromne korzyści ekonomiczne. –znajdując się przez długi czas w surowym i złożonym środowisku pracy, łopatki wirników są podatne na defekty, takie jak rysy, zużycie końcówki łopatki i uszkodzenia spowodowane pękaniami. Koszt naprawy łopatek wynosi tylko 20% kosztu produkcji całej łopatki. Dlatego badania nad technologią naprawy łopatek silników lotniczych sprzyjają przedłużeniu ich żywotności, zmniejszają koszty produkcji i przynoszą ogromne korzyści ekonomiczne.

Naprawa i remanufaktura łopatek silników lotniczych obejmuje przede wszystkim następujące cztery kroki [4]: wstępne przygotowanie łopatki (w tym czyszczenie łopatki [5], trójwymiarowa inspekcja i rekonstrukcja geometryczna [6, –7] itp.); depozycja materiału (w tym użycie zaawansowanej technologii spawania i łączenia do wypełnienia i akumulacji brakujących materiałów [8, –10], termiczne odzyskiwanie wydajności [11, –13] itp.); odnowa łopatki (w tym metody obróbki takie jak szlifowanie i polerowanie [14]); po naprawie obszarowe leczenie (w tym nawiercanie powierzchni [15] –wśród nich, osadzanie materiału jest kluczowe dla zapewnienia właściwości mechanicznych łopatki po naprawie (np. [16] oraz leczenie wzmacniające [17] itp.), jak pokazano na rysunku 1. Główne składniki i materiały zastosowane w łopatkach silników lotniczych są przedstawione na rysunku 2. Dla różnych materiałów i różnych form uszkodzeń, badania odpowiednich metod naprawczych są podstawą osiągnięcia wysokiej jakości naprawy i remanufaktury uszkodzonych łopatek. W niniejszym artykule, przybierając za obiekty łopatki turbinowe z niklowych stopów wysokotemperaturowych oraz łopatki wentylatorowe/kompresorowe z aliantu tytanowego, omówiono i przeanalizowano metody naprawy oraz kluczowe technologie stosowane dla różnych typów uszkodzeń łopatek silników lotniczych w obecnym stadium, wyjaśniając ich zalety i wady.

1. Metoda naprawy łopatek turbinowych z niklowego stopu wysokotemperaturowego

Łopatki turbin z legity high-temperature opartej na niklu pracują w środowisku wysokotemperaturowego gazu spalinowego i złożonego stresu przez długi czas, a łopatki często mają defekty takie jak zmęczeniowe gorące rysy, małopowierzchniowe uszkodzenia powierzchni (zaciernienie końców łopatek i uszkodzenia korozyjne), oraz rysy zmęczeniowe. Ponieważ bezpieczeństwo naprawy zmęczeniowego rysu łopatki turbinowej jest stosunkowo niskie, zazwyczaj są one bezpośrednio zamieniane po wystąpieniu zmęczeniowego rysu, bez naprawy spawania. Dwa typowe rodzaje defektów i metody naprawy łopatek turbinowych przedstawiono na Rysunku 3 [4]. Poniżej zostaną wprowadzone metody naprawy tych dwóch rodzajów defektów łopatek turbinowych z legitu high-temperature opartej na niklu.

1.1 Naprawa rysów łopatek turbinowych z superlegity opartej na niklu

Metody naprawy spawania lotniczego i spawania w fazie stałej są ogólnie stosowane do naprawy defektów pęknięć w łopatkach turbin, obejmują one przede wszystkim: spawanie próżniowe, trwałe łączenie fazą ciekłą dyfuzji, aktywowane spawanie dyfuzją oraz metody remanufaktury metalurgii proszków.

Shan et al. [18] wykorzystali metodę spawania próżniowego promieniowania do naprawy pęknięć w łopatkach z legity ChS88 na bazie niklu, używając wypełniaczy spawalniczych Ni-Cr-B-Si i Ni-Cr-Zr. Wyniki pokazały, że w porównaniu z metalem spawalniczym Ni-Cr-B-Si, Zr w metalu spawalniczym Ni-Cr-Zr nie rozpraszają się łatwo, podłoże nie jest znacząco zżarte, a wytrzymałość połączenia spawanego jest wyższa. Użycie metalu spawalniczego Ni-Cr-Zr umożliwia naprawę pęknięć w łopatkach z legity ChS88 na bazie niklu. Ojo et al. [19] badali wpływ rozmiaru przerwy oraz parametrów procesu na mikrostrukturę i właściwości połączeń spawanych dyfuzji z legity Inconel718 na bazie niklu. Zwiększenie rozmiaru przerwy powoduje pojawienie się faz twardych i kruchych, takich jak związków międ intermetalicznych opartych na Ni3Al oraz boridów bogatych w niklu i chromie, co jest główną przyczyną obniżenia wytrzymałości i wytrzymałości na odkształcenie połączenia.

Spawanie dyfuzji fazą ciekłej przemijającej jest solidyfikowane w warunkach izotermicznych i należy do krystalizacji w warunkach równowagi, co sprzyja homogenizacji składu i struktury [20]. Pouranvari [21] badał spawanie dyfuzji fazą ciekłej przemijającej stopu niklowego Inconel718 o wysokich temperaturach i stwierdził, że zawartość Cr w napełniaczu oraz zakres dekompozycji macicy są kluczowymi czynnikami wpływającymi na wytrzymałość strefy solidyfikacji izotermicznej. Lin i inni [22] badali wpływ parametrów procesu spawania dyfuzji fazą ciekłej przemijającej na mikrostrukturę i właściwości połączeń stopu niklowego GH99 o wysokich temperaturach. Wyniki pokazały, że wraz ze wzrostem temperatury połączenia lub przedłużeniem czasu, liczba boridów bogatych w Ni i Cr w strefie precipytacji maleje, a rozmiar ziarna w strefie precipytacji jest mniejszy. Wytrzymałość pod cięciem przy temperaturze pokojowej i wysokich temperaturach zwiększa się wraz z przedłużeniem czasu utrzymywania. Obecnie, spawanie dyfuzji fazą ciekłej przemijającej zostało pomyślnie zastosowane do naprawy małych szczelin w obszarach niskiego naprężenia i odbudowy uszkodzeń na porach niekoronowych [23] –24]. Mimo że spawanie dyfuzji fazą ciekłą zostało pomyślnie zastosowane do różnych materiałów, jest ono ograniczone do naprawy małych szczelin (około 250 μ m).

Gdy szerokość szczeliny przekracza 0,5 mm, a kapilarność jest niewystarczająca do wypełnienia szczeliny, naprawa łopatki może być osiągnięta za pomocą aktywowanej spawania dyfuzji [24]. Su i inni [25] wykorzystali metodę aktywowanego spawania przy użyciu materiału spawczego DF4B do naprawy łopatki z legity In738 na podstawie niklowym, uzyskując połączenie o wysokiej sile i odporności na utlenianie. γ′ faza wykrystalizowana w stawie ma wpływ wzmacniający, a wytrzymałość na rozciąganie osiąga 85% materiału macierzystego. Staw pęka w miejscu zaboranu bogatego w chrom. Hawk i inni [26] użyli również aktywowanej spawania dyfuzyjnego do naprawy szerokiej szczeliny w ostrzu z legitu niklowego wysokotemperaturowego René 108. Remanufacturing metodą metalurgii proszków, jako nowo rozwinięta metoda odnowy powierzchni materiałów zaawansowanych, została powszechnie zastosowana w naprawie ostrzegowych łopatek z legitych wysokotemperaturowych. Metoda ta pozwala przywrócić i odbudować trójwymiarową bliską izotropijną wytrzymałość dużych defektów o szerokim rozstawie (więcej niż 5 mm), takich jak szczeliny, ablacja, zużycie i otwory w łopatkach [27]. Kanadyjska firma Liburdi opracowała metodę LPM (Liburdi powder metallurgy) do naprawy łopatek z legitych niklowych o wysokim zawartości Al i Ti, które mają słabe właściwości spawalne. Proces jest przedstawiony na Rysunku 4 [28]. W ostatnich latach metoda metalurgii proszków oparta na warstwach pionowych umożliwia jednorazowe brazowanie naprawy defektów o szerokości nawet 25 mm [29].

1.2 Naprawa  uszkodzeń powierzchniowych turbinowych łopatek z nikelowych stopów wysokotemperaturowych

Gdy na powierzchni łopatek z nikelowych stopów wysokotemperaturowych występują małoobszarowe zadrapania i uszkodzenia korozyjne, obszar uszkodzenia można zazwyczaj usunąć i zagłębiony mechanicznie, a następnie wypełnić i naprawić za pomocą odpowiedniej metody spawania. Obecne badania koncentrują się przede wszystkim na laserowej depozycji topienia oraz naprawie spawaniem łuku w argonie.

Kim et al. [30] z Uniwersytetu w Delaware w Stanach Zjednoczonych przeprowadził proces nalania laserym i ręcznej rewelacji na ostrzach z legitym niklowym Rene80 o wysokim zawartości Al i Ti, porównując detale, które przeszły obróbkę cieplną po spawaniu z tymi, które przeszły zarówno obróbkę cieplną po spawaniu, jak i prasowanie izostatyczne w gorącej (HIP), stwierdzając, że HIP może skutecznie zmniejszyć mało wymiarowe defekty porowate. Liu et al. [31] z Uniwersytetu Nauk i Technologii Huazhong użyli technologii nalania laserym do naprawy bruzd i defektów otworowych w turbinowych komponentach z legitym niklowym 718, badając wpływ gęstości mocy lasera, prędkości skanowania lasera oraz formy nalania na proces naprawy, jak pokazano na Rysunku 5.

W zakresie naprawy spawania łukiem argonowym, Qu Sheng i inni [32] z Chińskiej Firmy Lotniczej Rozwoju Shenyang Liming Aero Engine (Group) Co., Ltd. wykorzystali metodę spawania łukiem z wolfranem w atmosferze argonu do naprawy problemów z zużyciem i pęknięciami na szczycie turbinowych ostrzy z wysokotemperaturowego stopu DZ125. Wyniki pokazują, że po naprawie za pomocą tradycyjnych materiałów spawalniczych na bazie kobaltu strefa podlegająca wpływowi cieplnym jest podatna na termiczne pęknięcia oraz zmniejsza się twardość spoiny. Jednakże, stosując nowo opracowane materiały spawalnicze MGS-1 na bazie niklu, w połączeniu z odpowiednimi procesami spawania i obróbki cieplnej, można skutecznie uniknąć pęknięć w strefie podlegającej wpływowi cieplnym, a wytrzymałość rozciągania przy 1000 ° C dochodzi do 90% materiału podstawowego. Song Wenqing i inni [33] przeprowadzili badania nad procesem naprawczym spawania defektów wyrabiania K4104 wysokotemperaturowej legity turbinowej. Wyniki wykazały, że używanie drutów spawalniczych HGH3113 i HGH3533 jako metali napełniających zapewnia doskonałe formowanie spoiny, dobrą plastyczność i silną odporność na pęknięcia, podczas gdy przy użyciu drutu K4104 o zwiększonej zawartości Zr płynność metali ciekłych jest słaba, powierzchnia spoiny nie jest dobrze utworzona, a pojawiają się pęknięcia i defekty braku stopienia. Widoczne staje się, że w procesie naprawy łopatek wybór materiałów napełniających odgrywa kluczową rolę.

Obecne badania nad naprawą łopatek turbinowych na podstawie niklowym wykazały, że nikielowe stopy wysokotemperaturowe zawierają elementy wzmacniające roztwór stały, takie jak Cr, Mo, Al oraz śladowe elementy, takie jak P, S i B, które czynią je bardziej wrażliwymi na powstawanie rys během procesu naprawy. Po spawaniu są one podatne na segregację strukturalną oraz tworzenie kruchych defektów fazy Laves. Dlatego dalsze badania nad naprawą nikielowych stopów wysokotemperaturowych wymagają regulacji struktury i właściwości mechanicznych takich defektów.

metoda naprawy łopatek wentylatorowych/kompresorowych z alianu tytanowego

Podczas pracy, łopatki wentylatora/kompresora z legitu titanowego podlegają przede wszystkim siłom odśrodkowym, aerodynamicznym oraz obciążeniom drganiowym. W trakcie użytkowania często występują uszkodzenia powierzchniowe (takie jak rysy, zużycie końcówki łopatki itp.), lokalne uszkodzenia łopatek z legitu titanowego oraz uszkodzenia na dużą skalę (takie jak pęknięcia zmęczeniowe, uszkodzenia na dużą skalę i korozyja itp.), co wymaga całkowitej wymiany łopatek. Różne typy uszkodzeń oraz powszechne metody naprawy są przedstawione na Rysunku 6. Poniżej przedstawiono stan badań nad naprawą tych trzech typów uszkodzeń.

2.1 Naprawa uszkodzeń powierzchniowych łopatek z legitu titanowego

Podczas pracy, łopatki z legitu titanowego często mają uszkodzenia takie jak rysy na powierzchni, małopowierzchniowe zadrapania oraz zużycie łopatek. Naprawa tego rodzaju uszkodzeń jest podobna do naprawy łopatek turbinowych z niklowej bazy. Używa się obróbki skrawającej, aby usunąć obszar uszkodzenia, a następnie laserowej depozycji topienia lub spawania łuku w argonie do wypełnienia i naprawy.

W dziedzinie laserowego nanoszenia przez topienie, Zhao Zhuang i inni [34] z Uniwersytetu Północno-Zachodniego Politechnicznego przeprowadzili badania nad naprawą laserową małych powierzchniowych defektów (średnica powierzchni 2 mm, półkulkowe defekty o głębokości 0,5 mm) w wyrobach z Titanowo-Cukrowo-17 (TC17) stopu tytanu. Wyniki pokazały, że β słupkowate kryształy w strefie nanoszenia laserowego rosły epitaksjalnie od interfejsu, a granice ziaren były rozmyte. Oryginalne igłokształtne α pasma i wtórne α fazy w strefie podlegającej utlenianiu rosły i pogrubiały. W porównaniu z próbkami wykutymi, próbki naprawione laserem miały cechy wysokiej wytrzymałości i niskiej plastyczności. Wytrzymalłość na rozciąganie wzrosła z 1077,7 MPa do 1146,6 MPa, a wydłużenie zmniejszyło się z 17,4% do 11,7%. Pan Bo i inni [35] użyli technologii nawierzchniowania laserowego z koaksjalnym dopływem proszków do naprawy wielokrotnie okrągłych otworów w postaci prefabrykowanych defektów w stopie tytanowej ZTC4. Wyniki pokazały, że proces zmian mikrostruktury od materiału macierzystego do obszaru naprawionego był warstwowy α faza międ i międ międ międzyziarnista β faza - Nie, nie. plecionkowa struktura - Nie, nie. martensit - Nie, nie. Struktura Widmanstättena. Twardość strefy podlegającej utlenianiu nieco wzrosła wraz ze zwiększeniem liczby napraw, podczas gdy twardość materiału macierzystego i warstwy nawierzchniowej nie uległa większym zmianom.

Wyniki pokazują, że strefa naprawiona i strefa podlegająca utlenianiu przed obróbką cieplną są ultra-drobno igłowo-widmową α faza rozłożona w β matryca fazowa, a strefa materiału bazowego jest strukturą drobnego koszyka. Po obróbce cieplnej mikrostrukturę każdego obszaru jest pierwotna α faza + β strukturę transformacji fazowej i długość pierwotnej α w przypadku, gdy wprowadzono nowe rozwiązania, w przypadku gdy wprowadzono nowe rozwiązania, w przypadku gdy wprowadzono nowe rozwiązania, w przypadku gdy wprowadzono nowe rozwiązania, w przypadku gdy wprowadzono nowe rozwiązania, w przypadku gdy wprowadzono nowe rozwiązania, w przypadku gdy wprowadzono nowe rozwiązania. Wysoki limit zmęczenia cyklu części naprawczej wynosi 490 MPa, co jest wyższy niż limit zmęczenia materiału podstawowego. Skrajnie spadła o 7,1%. Ręczne spawanie łukowe argonowe jest również powszechnie stosowane do naprawy pęknięć powierzchni ostrza i zużycia końcówki. Jego wadą jest duże zużycie ciepła, a naprawę dużych powierzchni ulega duże obciążenie termiczne i deformacja spawania [37].

Obecne badania wskazują, że niezależnie od tego, czy jest używana depozycja laserowa czy spawanie łukowe w argonie do naprawy, obszar naprawy ma cechy wysokiej wytrzymałości i niskiej plastyczności, a wydajność zmęczeniowa łopatki ulega łatwemu obniżeniu po naprawie. Następnym krokiem badań powinno być skupienie się na tym, jak kontrolować skład stopu, dostosowywać parametry technologiczne spawania i optymalizować metody kontroli procesów w celu regulacji mikrostruktury obszaru naprawy, osiągnięcia dopasowania między wytrzymałością a plastycznością w obszarze naprawy oraz zapewnienia jej doskonałych właściwości odpornościowych na zmęczenie.

2.2 Naprawa lokalnych uszkodzeń łopatek z titanowego stopu

Nie ma istotnej różnicy między naprawą uszkodzeń łopatek wirnikowych z legitu titanowego a technologią addytywnego wytwarzania trójwymiarowych brył z legitu titanowego pod względem procesu. Naprawa może być uważana za proces wtórnego addytywnego wytwarzania przez depozycję na sekcji pęknięcia i powierzchni lokalnej, przy czym uszkodzone części stanowią macierz, jak pokazano na rysunku 7. Według różnych źródeł ciepła podzielić można to przede wszystkim na naprawę addytywną laserową i naprawę addytywną łuku elektrycznego. Warto zauważyć, że w ostatnich latach Niemiecki Ośrodek Badawczo-Rozwojowy 871 uczynił z technologii naprawy addytywnej łukiem priorytet badawczy dla naprawy całościowych łopatek z legitu titanowego [38] oraz poprawił wydajność naprawy poprzez dodanie nukleantów i innych środków [39].

W dziedzinie naprawy addytywnej laserowej Xinyong Gong i inni [40] użyli proszku z legity TC11, aby zbadać proces naprawy laserowej topienia i depozycji legity titanowej TC11. Po naprawie rejon depozycji...  próbka o cienkich ściankach i strefa ponownego topnienia interfejsu miały charakterystyczne cechy struktury Widmanstättena, a struktura strefy termicznej macierzy przechodziła od struktury Widmanstättena do struktury dwufazowej. Mocność rozciągania strefy depozycyjnej wynosiła około 1200 MPa, co było wyższe niż w strefie przejściowej interfejsu i macierzy, podczas gdy plastyczność była nieco niższa niż w macierzy. Próbki rozciągane pękały wewnątrz macierzy. Wreszcie, rzeczywisty wirnik został naprawiony za pomocą metody punktowego topienia i depozycji, przeszedł ocenę testu nadprędkości i zrealizował instalację oraz zastosowanie. Bian Hongyou i inni [41] użyli proszku TA15 do badania laserowego dodatkowego naprawiania stopu tytanowego TC17, badając wpływy różnych temperatur obróbki cieplnej przez wyżarzanie (610 ℃ , 630 ℃ i 650 ℃ ) na jego mikrostrukturę i właściwości. Wyniki pokazały, że wytrzymałość rozciągania napawanej stopem TA15/TC17 naprawionego za pomocą depozycji laserowej może osiągnąć 1029MPa, ale plastyczność jest względnie niska, zaledwie 4,3%, co odpowiada 90,2% i 61,4% wytrzymałości forgowanych elementów TC17 odpowiednio. Po obróbce cieplnej w różnych temperaturach wytrzymałość rozciągania i plastyczność są istotnie poprawiane. Gdy temperatura wybielania wynosi 650 ℃ , maksymalna wytrzymałość rozciągania wynosi 1102MPa, co odpowiada 98,4% wytrzymałości forgowanych elementów TC17, a wydłużenie po pękaniu wynosi 13,5%, co jest znacząco lepsze niż w stanie po depozycji.

W dziedzinie napraw dodatkowych łukowych, Liu i inni [42] przeprowadzili badanie naprawy na symulowanym próbkowaniu brakującego ostrza z legity TC4 złożonej z tytanu. W warstwie nanesionej uzyskano mieszankę morfologii ziarnistej kryształów równoosiowych i kolumnowych, przy maksymalnej wytrzymałości rozciągania wynoszącej 991 MPa i wydłużeniu 10%. Zhuo i inni [43] użyli drutu spawalniczego TC11 do badań naprawy dodatkowej łukowej legity TC17 z tytanu oraz przeanalizowali ewolucję mikrostruktury w warstwie nanesionej i strefie podlegającej wpływowi cieplnemu. Wytrzymałość rozciągania wynosiła 1015,9 MPa w warunkach niegrzanych, a wydłużenie 14,8%, co świadczy o dobrych właściwościach ogólnych. Chen i inni [44] badali wpływ różnych temperatur wytrzaskiwania na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne próbek naprawionych legity TC11/TC17 z tytanu. Wyniki pokazały, że wyższa temperatura wytrzaskiwania sprzyja poprawie wydłużenia naprawionych próbek.

Badania nad użyciem technologii addytywnej metalowej do naprawy lokalnych uszkodzeń w łopatkach z legity titanium są jeszcze na etapie początkowym. Naprawione łopatki muszą nie tylko uwzględniać właściwości mechaniczne warstwy nanesionej, ale również ocena właściwości mechanicznych na granicy między materiałem oryginalnym a nanesionym jest równie kluczowa.

3 Łopatki z legity titanium z dużymi uszkodzeniami. Zastąpienie i naprawa łopatek

W celu uproszczenia konstrukcji wirnika kompresora i zmniejszenia masy, w nowoczesnych silnikach samolotowych łopatki często realizowane są w postaci całkowitej struktury łopatkodyskowej, która jest jednolitą konstrukcją łączącą robocze łopatki i dyski łopatkowe w całość, eliminując przy tym kliny i ich zaczepy. Podczas osiągania celu redukcji masy można również uniknąć zużycia i strat aerodynamicznych klinów i zaczepów charakterystycznych dla konwencjonalnej konstrukcji. Naprawa uszkodzeń powierzchniowych i lokalnych defektów kompresora w całkowitej strukturze łopatkodyskowej przypomina wspomniany wcześniej sposób naprawy oddzielnych łopatek. W przypadku naprawy złamanych lub brakujących fragmentów całkowitej łopatkodyskowej szeroko stosuje się spawanie tarcie liniowe ze względu na swoistą metodę obróbkową i zalety. Proces ten przedstawiony jest na Rysunku 8 [45].

Mateo i inni [46] wykorzystali liniowe tarcie spawcze do symulacji naprawy stopu tytanowego Ti-6246. Wyniki pokazały, że ten sam uszkodzony obszar naprawiany aż trzykrotnie miał węższą strefę cieplną oraz drobniejszą strukturę ziarnistą połączenia. Moc rozciągająca zmniejszyła się z 1048 MPa do 1013 MPa w miarę zwiększania liczby napraw. Jednakże, zarówno próbki poddane próbie rozciągania, jak i próbie zmęczeniowej pękały w strefie materiału podstawowego, daleko od strefy połączenia.

Ma i inni [47] badali wpływ różnych temperatur obróbki cieplnej (530 ° C + 4h chłodzenie w powietrzu, 610 ° C + 4h chłodzenie w powietrzu, 670 ° C + 4h chłodzenie w powietrzu) na ​​ mikrostrukturę i właściwości mechaniczne połączeń spawanych liniowym tarciem stopu tytanowego TC17. Wyniki pokazują, że w miarę zwiększania temperatury obróbki cieplnej, stopień rekryształtacji faz α i β zwiększa znacząco. Zachowanie kruszczowe próbek poddawanych próbie rozciągania i uderzeń zmienia się z kruchego pękania na plastyczne pękanie. Po obróbce cieplnej przy 670 ° C, próba rozciągania pękła w materiale podstawowym. Moc rozciągania wynosiła 1262MPa, ale wydłużenie stanowiło tylko 81,1% materiału podstawowego.

Obecnie, badania krajowe i zagraniczne pokazują, że technologia naprawy liniowego tarcia spawania ma funkcję samooczyszczania tlenków, która może skutecznie usuwać tlenki z powierzchni połączenia bez metaliurgicznych defektów spowodowanych topnieniem. W tym samym czasie umożliwia ona łączenie różnych materiałów w celu uzyskania dwualowych/dwuwydajnych całościowych krążków łopatkowych oraz może wykonać szybką naprawę pęknięć lub brakujących fragmentów ciała łopatki w całościowych krążkach łopatkowych wykonanych z różnych materiałów [38]. Jednakże, wciąż istnieje wiele problemów do rozwiązania przy użyciu technologii liniowego tarcia spawania do naprawy całościowych krążków łopatkowych, takich jak duże naprężenia resztowe w połączeniach i trudność w kontrolowaniu jakości łączeń różnych materiałów. W tym samym czasie proces liniowego tarcia spawania dla nowych materiałów wymaga dalszego badania.

Skontaktuj się z nami

Dziękujemy za zainteresowanie naszą firmą! Jako profesjonalny producent części turbin gazowych będziemy dalej angażować się w innowacje technologiczne i poprawę usług, aby oferować jeszcze więcej wysokiej jakości rozwiązań dla klientów na całym świecie. Jeśli masz jakiekolwiek pytania, sugestie lub zamiary współpracy, z przyjemnością Ci pomожemy. Skontaktuj się z nami w następujący sposób:

WhatsAPP: +86 135 4409 5201

E-mail ：[email protected]