本發(fā)明涉及航空發(fā)動機維修領域，特別是一種航空發(fā)動機大型風扇機匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復方法。

背景技術：

航空發(fā)動機風扇機匣焊接組件靜子葉片是壓氣機中的重要部件之一，起著整流擴壓，提高發(fā)動機效率的作用。其長時間受到氣流沖刷及承受被異物打傷的風險，使得故障率高，主要損傷模式為異物打傷。由于葉片與機匣焊接為一體，外徑最大尺寸達到1000 mm，該靜子葉片材料為鈦合金TC4，損傷處處主要在葉片進氣邊，進氣邊屬于復雜空間曲面構(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程中實時調(diào)整熱量輸入，難以實現(xiàn)空間曲面焊接，且焊接過程中出現(xiàn)咬邊等現(xiàn)象。針對復雜空間曲面構(gòu)造的靜子葉片的仿形修復，國內(nèi)外主要采用激光熔覆技術，目前國內(nèi)外公開報道的壓氣機葉片的修理主要針對單個葉片的修理，尚無公開報道航空發(fā)動機大型風扇機匣焊接組件靜子葉片異物打傷的修理。大型風扇機匣焊接組件靜子葉片修理同單個葉片修理具有如下不同：第一，大型風扇機匣焊接組件靜子葉片修理需要制定特定尺寸的氣氛保護箱，實現(xiàn)在氣氛保護下進行激光熔覆；第二，大型風扇機匣焊接組件靜子葉片相對位置已經(jīng)固定，有些部位可達性差，需要具有多自由度的激光熔覆設備材料實現(xiàn)熔覆。因此，傳統(tǒng)單軸或三軸控制系統(tǒng)的激光熔覆設備難以實現(xiàn)大型風扇機匣焊接組件的激光熔覆。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種航空發(fā)動機大型風扇機匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復方法，通過氣氛手套箱和六軸機械手采用激光熔覆的方式對靜子機匣進行修復，修復合格率高，成本低且周期短。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：一種航空發(fā)動機大型風扇機匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復方法，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，打開手套箱的抽氣設備，采用氬氣清洗的方式進行抽真空，當手套箱中的氧含量小于10 ppm后停止抽真空，然后充入1個大氣壓的氬氣；

S3、路徑規(guī)劃：采用六軸機械手對葉片打磨部位的復雜型面進行路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃采用短距離Z字形熔覆路徑；

S4、激光熔覆：對零件打磨區(qū)域進行激光熔覆，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，滿足表面粗糙度不低于Ra0.5；

S6、檢查：修復后的零件進行X光、熒光檢查，若無裂紋，則滿足修理要求，若仍有裂紋，則重復步驟S1～S5。

步驟S4中，所述熔覆粉末為鈦合金TC4粉末。

步驟S4中，每層的功率實行遞減模式，單層遞減量為30 W。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、通過使用小能量輸入的激光熔覆和多自由度機器人，有效避免了在常規(guī)修理方式中出現(xiàn)的咬邊、性能差、修復可達性差等問題，大大提高了焊接組件靜子葉片的修理能力，合格率達到95%以上，修理成本低、周期短。

2、采用短距離Z字形熔覆路徑，降低熔覆層的熱應力，進一步提高修復質(zhì)量。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的描述，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。

【實施例1】：

一種航空發(fā)動機大型風扇機匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復方法，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，打開手套箱的抽氣設備，采用氬氣清洗的方式進行抽真空，當手套箱中的氧含量小于10 ppm后停止抽真空，然后充入1個大氣壓的氬氣；

S3、路徑規(guī)劃：采用六軸機械手對葉片打磨部位的復雜型面進行路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃采用短距離Z字形熔覆路徑；

S4、激光熔覆：對零件打磨區(qū)域進行激光熔覆，熔覆粉末的粒度為-100～+325目（能過100目篩，但不能過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，滿足表面粗糙度不低于Ra0.5；

S6、檢查：修復后的零件進行X光、熒光檢查，若無裂紋，則滿足修理要求，若仍有裂紋，則重復步驟S1～S5。

步驟S4中，所述熔覆粉末為鈦合金TC4粉末。

步驟S4中，每層的功率實行遞減模式，單層遞減量為30 W。

【實施例2】：

一種航空發(fā)動機大型風扇機匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復方法，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，打開手套箱的抽氣設備，采用氬氣清洗的方式進行抽真空，當手套箱中的氧含量小于10 ppm后停止抽真空，然后充入1個大氣壓的氬氣；

S3、路徑規(guī)劃：采用六軸機械手對葉片打磨部位的復雜型面進行路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃采用短距離Z字形熔覆路徑；

S4、激光熔覆：對零件打磨區(qū)域進行激光熔覆，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，滿足表面粗糙度不低于Ra0.5；

S6、檢查：修復后的零件進行X光、熒光檢查，若無裂紋，則滿足修理要求，若仍有裂紋，則重復步驟S1～S5。

步驟S4中，所述熔覆粉末為鈦合金TC4粉末。

步驟S4中，每層的功率實行遞減模式，單層遞減量為30 W。

【實施例3】：

一種航空發(fā)動機大型風扇機匣焊接組件靜子葉片損傷的激光熔覆修復方法，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，打開手套箱的抽氣設備，采用氬氣清洗的方式進行抽真空，當手套箱中的氧含量小于10 ppm后停止抽真空，然后充入1個大氣壓的氬氣；

S3、路徑規(guī)劃：采用六軸機械手對葉片打磨部位的復雜型面進行路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃采用短距離Z字形熔覆路徑；

S4、激光熔覆：對零件打磨區(qū)域進行激光熔覆，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，滿足表面粗糙度不低于Ra0.5；

S6、檢查：修復后的零件進行X光、熒光檢查，若無裂紋，則滿足修理要求，若仍有裂紋，則重復步驟S1～S5。

步驟S4中，所述熔覆粉末為鈦合金TC4粉末。

步驟S4中，每層的功率實行遞減模式，單層遞減量為30W。