2Cr13叶片的激光熔覆修复工艺研究

发布时间：2021-03-05 07:01

　　汽轮机叶片是整个汽轮机系统中的核心部件之一,由于叶片的工作环境极易遭到水蚀侵害,因此,需要对损害严重的叶片进行修复。采用激光熔覆技术在2Cr13基板上熔覆Stellite 6钴基合金粉末制备熔覆层,是一种方便、快捷和低成本的叶片修复方法。经过对熔覆工艺系统的研究,可以为工业生产中合理制定汽轮机叶片修复工艺提供指导。搭建了基于激光同轴送粉的增材制造平台,该平台由制造系统和测试系统两部分组成。其中制造部分通过控制机器人末端运行的轨迹实现对熔覆轨迹的控制,熔覆轨迹通过CAD软件进行设计,自开发程序将CAD图形转换成为ABB机器人程序语言,在计算机上对熔覆轨迹进行仿真模拟后,控制机器人夹持激光熔覆头完成激光熔覆过程。测试部分由红外测温仪和加速度传感器组成,在试验过程中实时测量熔覆金属层的温度和机器人的运行速度。对激光功率、扫描速率和送粉速率等工艺参数对熔覆层宏观形貌的影响进行研究。研究结果表明,熔覆层高度随能量密度的增加而增加,存在饱和值;熔覆层宽度随送粉速率、能量密度的增加而增加,到达与激光光斑直径相近后不再变化。搭接率为38%时,熔覆层的表面平整度最好。机器人速度超差影响熔覆层厚度均匀性,... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 汽轮机叶片修复
    1.3 金属激光增材制造研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
        2.2.1 激光器
        2.2.2 机器人
        2.2.3 送粉系统
    2.3 试验方法
        2.3.1 激光熔覆工艺试验及熔覆层组织性能测试
        2.3.2 机器人运动速度测试方法
第3章 激光增材制造平台的搭建
    3.1 激光增材制造平台
    3.2 制造部分
        3.2.1 硬件设备
        3.2.2 软件系统
    3.3 测试系统
    3.4 本章小结
第4章 制备工艺对熔覆层宏观形貌的影响规律
    4.1 制备工艺参数的范围
    4.2 工艺参数对熔覆层宏观形貌的影响
        4.2.1 激光功率的影响
        4.2.2 扫描速度的影响
        4.2.3 送粉速率的影响
        4.2.4 搭接率对宏观形貌的影响
    4.3 速度超差对熔覆层宏观形貌的影响
        4.3.1 熔覆层厚度不均现象
        4.3.2 机器人运动稳定性的测试结果
        4.3.3 结果分析
    4.4 本章小结
第5章 Stellite6熔覆合金层的组织性能
    5.1 单道熔覆层的显微组织及硬度特征
        5.1.1 单道熔覆层的显微组织特点
        5.1.2 工艺参数对显微硬度的影响规律
    5.2 多道熔覆层的显微组织及硬度特征
        5.2.1 多道熔覆层的显微组织及显微硬度特征
        5.2.2 熔覆层道间停留时间对显微硬度的影响规律
    5.3 多层熔覆试样显微组织与性能
        5.3.1 多层熔覆试样显微组织特征
        5.3.2 多层熔覆层的宏观硬度和显微硬度特点
        5.3.3 多层熔覆显微组织和硬度特征的成因分析
        5.3.4 影响熔覆层显微组织和硬度的关键因素
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆铁基合金单道成形工艺参数的研究[J]. 张若宾,张瑞乾,陈勇,刘国庆.  热加工工艺. 2017(22)
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[5]钛合金表面激光熔覆镍基二硫化钼自润滑涂层质量分析[J]. 范铭,孙荣禄,王海.  热加工工艺. 2016(12)
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博士论文
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硕士论文
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[4]2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂层的组织及性能研究[D]. 赵文雨.上海交通大学 2015
[5]GH4169合金激光熔化沉积修复研究[D]. 刘彦涛.北京有色金属研究总院 2014
[6]激光光内送粉单道熔覆工艺及喷嘴优化研究[D]. 俞亮亮.苏州大学 2014
[7]汽轮机叶片材料表面激光熔覆制备Stellite 6合金涂层的研究[D]. 王东.上海交通大学 2014



本文编号：3064784