本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修領(lǐng)域，特別是一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片是壓氣機(jī)中的重要部件之一，起著整流擴(kuò)壓，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的作用。其長(zhǎng)時(shí)間受到氣流沖刷及承受被異物打傷的風(fēng)險(xiǎn)，使得故障率高，主要損傷模式為異物打傷。由于葉片與機(jī)匣焊接為一體，外徑最大尺寸達(dá)到1000 mm，該靜子葉片材料為鈦合金TC4，損傷處處主要在葉片進(jìn)氣邊，進(jìn)氣邊屬于復(fù)雜空間曲面構(gòu)造，相鄰葉片距離小于50 mm，且葉片厚度最薄處約0.5 mm，常規(guī)氬弧焊不能在焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)調(diào)整熱量輸入，難以實(shí)現(xiàn)空間曲面焊接，且焊接過(guò)程中出現(xiàn)咬邊等現(xiàn)象。針對(duì)復(fù)雜空間曲面構(gòu)造的靜子葉片的仿形修復(fù)，國(guó)內(nèi)外主要采用激光熔覆技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)外公開(kāi)報(bào)道的壓氣機(jī)葉片的修理主要針對(duì)單個(gè)葉片的修理，尚無(wú)公開(kāi)報(bào)道航空發(fā)動(dòng)機(jī)大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片異物打傷的修理。大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片修理同單個(gè)葉片修理具有如下不同：第一，大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片修理需要制定特定尺寸的氣氛保護(hù)箱，實(shí)現(xiàn)在氣氛保護(hù)下進(jìn)行激光熔覆；第二，大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片相對(duì)位置已經(jīng)固定，有些部位可達(dá)性差，需要具有多自由度的激光熔覆設(shè)備材料實(shí)現(xiàn)熔覆。因此，傳統(tǒng)單軸或三軸控制系統(tǒng)的激光熔覆設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件的激光熔覆。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復(fù)方法，通過(guò)氣氛手套箱和六軸機(jī)械手采用激光熔覆的方式對(duì)靜子機(jī)匣進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)合格率高，成本低且周期短。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復(fù)方法，包括以下步驟：
S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被異物打傷的缺陷部位；
S2、抽真空：將零件裝入氣氛手套箱中，打開(kāi)手套箱的抽氣設(shè)備，采用氬氣清洗的方式進(jìn)行抽真空，當(dāng)手套箱中的氧含量小于10 ppm后停止抽真空，然后充入1個(gè)大氣壓的氬氣；
S3、路徑規(guī)劃：采用六軸機(jī)械手對(duì)葉片打磨部位的復(fù)雜型面進(jìn)行路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃采用短距離Z字形熔覆路徑；
S4、激光熔覆：對(duì)零件打磨區(qū)域進(jìn)行激光熔覆，熔覆粉末的粒度為-100～+325目，熔覆工藝參數(shù)：激光熔覆的功率為300～500W，激光光斑直徑為1.0～1.2 mm，送粉量為1～2g/min，掃描速度為3～5mm/s，層高為0.2～0.5mm/層，搭接率為40～60%；
S5、手工打磨：手工打磨熔覆表面，滿(mǎn)足表面粗糙度不低于Ra0.5；
S6、檢查：修復(fù)后的零件進(jìn)行X光、熒光檢查，若無(wú)裂紋，則滿(mǎn)足修理要求，若仍有裂紋，則重復(fù)步驟S1～S5。
步驟S4中，所述熔覆粉末為鈦合金TC4粉末。
步驟S4中，每層的功率實(shí)行遞減模式，單層遞減量為30 W。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、通過(guò)使用小能量輸入的激光熔覆和多自由度機(jī)器人，有效避免了在常規(guī)修理方式中出現(xiàn)的咬邊、性能差、修復(fù)可達(dá)性差等問(wèn)題，大大提高了焊接組件靜子葉片的修理能力，合格率達(dá)到95%以上，修理成本低、周期短。
2、采用短距離Z字形熔覆路徑，降低熔覆層的熱應(yīng)力，進(jìn)一步提高修復(fù)質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
【實(shí)施例1】：
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復(fù)方法，包括以下步驟：
S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被異物打傷的缺陷部位；
S2、抽真空：將零件裝入氣氛手套箱中，打開(kāi)手套箱的抽氣設(shè)備，采用氬氣清洗的方式進(jìn)行抽真空，當(dāng)手套箱中的氧含量小于10 ppm后停止抽真空，然后充入1個(gè)大氣壓的氬氣；
S3、路徑規(guī)劃：采用六軸機(jī)械手對(duì)葉片打磨部位的復(fù)雜型面進(jìn)行路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃采用短距離Z字形熔覆路徑；
S4、激光熔覆：對(duì)零件打磨區(qū)域進(jìn)行激光熔覆，熔覆粉末的粒度為-100～+325目（能過(guò)100目篩，但不能過(guò)325目篩，即在100目至325目之間的粉體），熔覆工藝參數(shù)：激光熔覆的功率為500W，激光光斑直徑為1.0 mm，送粉量為1g/min，掃描速度為3mm/s，層高為0.5mm/層，搭接率為40%；
S5、手工打磨：手工打磨熔覆表面，滿(mǎn)足表面粗糙度不低于Ra0.5；
S6、檢查：修復(fù)后的零件進(jìn)行X光、熒光檢查，若無(wú)裂紋，則滿(mǎn)足修理要求，若仍有裂紋，則重復(fù)步驟S1～S5。
步驟S4中，所述熔覆粉末為鈦合金TC4粉末。
步驟S4中，每層的功率實(shí)行遞減模式，單層遞減量為30 W。
【實(shí)施例2】：
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復(fù)方法，包括以下步驟：
S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被異物打傷的缺陷部位；
S2、抽真空：將零件裝入氣氛手套箱中，打開(kāi)手套箱的抽氣設(shè)備，采用氬氣清洗的方式進(jìn)行抽真空，當(dāng)手套箱中的氧含量小于10 ppm后停止抽真空，然后充入1個(gè)大氣壓的氬氣；
S3、路徑規(guī)劃：采用六軸機(jī)械手對(duì)葉片打磨部位的復(fù)雜型面進(jìn)行路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃采用短距離Z字形熔覆路徑；
S4、激光熔覆：對(duì)零件打磨區(qū)域進(jìn)行激光熔覆，熔覆粉末的粒度為-100～+325目，熔覆工藝參數(shù)：激光熔覆的功率為400W，激光光斑直徑為1.1 mm，送粉量為1.5g/min，掃描速度為4mm/s，層高為0.35mm/層，搭接率為50%；
S5、手工打磨：手工打磨熔覆表面，滿(mǎn)足表面粗糙度不低于Ra0.5；
S6、檢查：修復(fù)后的零件進(jìn)行X光、熒光檢查，若無(wú)裂紋，則滿(mǎn)足修理要求，若仍有裂紋，則重復(fù)步驟S1～S5。
步驟S4中，所述熔覆粉末為鈦合金TC4粉末。
步驟S4中，每層的功率實(shí)行遞減模式，單層遞減量為30 W。
【實(shí)施例3】：
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)大型風(fēng)扇機(jī)匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復(fù)方法，包括以下步驟：
S1、缺陷打磨：采用手工打磨的方式打磨零件被異物打傷的缺陷部位；
S2、抽真空：將零件裝入氣氛手套箱中，打開(kāi)手套箱的抽氣設(shè)備，采用氬氣清洗的方式進(jìn)行抽真空，當(dāng)手套箱中的氧含量小于10 ppm后停止抽真空，然后充入1個(gè)大氣壓的氬氣；
S3、路徑規(guī)劃：采用六軸機(jī)械手對(duì)葉片打磨部位的復(fù)雜型面進(jìn)行路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃采用短距離Z字形熔覆路徑；
S4、激光熔覆：對(duì)零件打磨區(qū)域進(jìn)行激光熔覆，熔覆粉末的粒度為-100～+325目，熔覆工藝參數(shù)：激光熔覆的功率為300W，激光光斑直徑為1.2 mm，送粉量為2g/min，掃描速度為5mm/s，層高為0.2mm/層，搭接率為60%；
S5、手工打磨：手工打磨熔覆表面，滿(mǎn)足表面粗糙度不低于Ra0.5；
S6、檢查：修復(fù)后的零件進(jìn)行X光、熒光檢查，若無(wú)裂紋，則滿(mǎn)足修理要求，若仍有裂紋，則重復(fù)步驟S1～S5。
步驟S4中，所述熔覆粉末為鈦合金TC4粉末。
步驟S4中，每層的功率實(shí)行遞減模式，單層遞減量為30W。