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行业背景 / Industry background

航空航天飞行器长期在复杂(高空、高速、急剧变化)、严酷(高温、高湿、大载荷、海洋盐雾、酸雨等)的恶劣环境下服役,常会造成航空装备表面擦伤,使涂层失去光泽,产生龟裂和脱落从而失去保护作用;金属发生吸氧腐蚀、电化学腐蚀等,导致航空材料的破坏,从而直接影响机件的工作正常。航空航天零部件的表面不但需要具有更加优良的涂镀层,且需要对已经腐蚀的零部件进行清洗后修复。

针对航空航天行业现状,武钢华工激光推出行业专用激光熔覆修复设备以及激光清洗系列产品。激光熔覆修复设备可以在零部件金属基材上制备出高性能的合金表面,能显著提高其表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气等性能,延长零部件的使用寿命,还能对已磨损零部件进行修复,恢复原有形貌。激光清洗系列产品,包括不同功率、效率、结构等,可对航天航空材料中的各种金属、非金属进行激光表面除氧化层、激光除锈、激光除漆等,且非常环保。

解决方案 / Solution

涡轮导向器叶片激光再制造

为了提高飞机发动机的效率,一般涡轮都是由多级叶片组成。当燃气对第一组叶片冲击后,会流向涡轮外围的导向器,导向下一级涡轮继续做工。长时间在高温的恶劣环境下工作,涡轮导向器叶片在使用过程中常常出现裂纹、变形等故障,最终烧蚀或断裂,从而导致叶片失效。如何对涡轮导向器叶片进行同质同尺寸修复,延长涡轮导向器叶片的使用寿命变得尤为重要。

激光熔覆修复技术,采用激光束熔化涂层材料及薄层基材材料,待快速凝固后形成稀释度极低、成分与涂层大体一致的熔覆层的方法,可在涡轮导向器叶片受损部位形成合金熔覆层,待机械加工之后,可类同质、同性能恢复尺寸。通过熔覆修复技术,还可改善基材材料表面的耐磨、耐蚀、耐热和抗氧化等性能。延长涡轮导向器叶片的使用寿命。

飞机发动机叶片激光熔覆

发动机叶片的常用制造材料有铝合金、不锈钢和钛合金。硬铝和锻铝在大气中的耐蚀性相对较差,容易发生点蚀、晶间腐蚀、剥蚀等。不锈钢叶片容易形成点蚀和晶间腐蚀。此外,由于工作叶片在发动机工作时要承受很大的拉应力和振动应力,会产生应力腐蚀和腐蚀疲劳。腐蚀是飞机发动机叶片主要的表面失效形式。表面腐蚀的发生会使叶片的形状尺寸产生变化,如出现蚀点、蚀沟、掉块等,从而降低发动机性能和使用寿命。

激光熔覆修复技术,采用激光束熔化涂层材料及薄层基材材料,待快速凝固后形成稀释度极低、成分与涂层大体一致的熔覆层的方法,可在发动机叶片受损部位形成合金熔覆层,待机械加工之后,可类同质、同性能恢复尺寸。通过熔覆修复技术,还可改善基材材料表面的耐磨、耐蚀、耐热和抗氧化等性能。延长发动机叶片的使用寿命。

客户受益 / Customer Benefits

不损伤基材

由于激光能量集中,热影响区小,在对航空航天零部件进行激光再制造及清洗时,不会造成零部件变形。

经济效益高

我国航空航天领域关键器件和技术主要依赖进口,价格非常地昂贵,激光表面再制造技术熔覆层非常平整,不仅可以使表面损伤的部位按要求恢复外形尺寸,还提高了表面耐腐蚀性和耐磨性,从而延长了使用寿命,节约了采购新产品的成本。

操作更精确

激光熔覆粉末的硬度及特定功能性调整方便,可满足航空航天领域各类零部件激光熔覆和修复的需求;激光光斑可调,可根据实际工况,对零部件的指定区域进行精确式表面修复及清洗,具有快速、准确的特点,效率高。

自动化操作,减少环境污染

激光表面加工技术可实现设备的自动化,智能化操作。相比于传统的再制造及清洗方式相比,激光加工无需化学药剂,不产生废液,避免环境污染,符合国害绿色制造的产业化升级要求。

应用领域 / application area

激光清洗和激光再制造在航空航天行业的应用也十分地广泛,包括不锈钢、高强度钢、高温合金、钛合金、铜合金、棒材等激光清洗,以及发动机锻造叶片激光熔覆修复等。

发动机锻造叶片 激光熔覆

TRT叶片激光修复

火箭外壳激光化铣

钛板激光除氧化层

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