在當今動蕩的經(jīng)濟時代，我們很自然地希望大投資能夠盡可能長時間有效，且物有所值。特別是對于工業(yè)燃氣渦輪部件來說，更是如此，部件的制造和替換非常昂貴，因此有必要使用最高效的維修技術來保護投資。工業(yè)燃氣渦輪機的主要用途是發(fā)電，還可用于驅(qū)動壓縮機，另外還可在某些環(huán)境下用于驅(qū)動油泵，比如鉆油平臺和油田。
高價值部件被放在燃燒室后面，在這里部件不得不經(jīng)受熱氣體的極高溫度。熱氣體通道部件是由以鎳為基材的高溫超級合金制成。不過，超級合金的堅固性使得這種材料很難甚至不可能通過傳統(tǒng)的焊接工藝來修理。盡管現(xiàn)在有各種涂層技術可以用來修理和修復這些部件，但激光熔覆正成為首選的方法，原因在于其高度化的局部熱量輸入、廣泛可用的材料以及熱敏材料的可焊性被增強了。在過去的15年里，技術人員在修理渦輪部件時已經(jīng)越來越多地引入自動化的激光熔覆工藝，而不是手工的傳統(tǒng)焊接工藝，如鎢極氬弧焊（TIG）。實際上，工業(yè)燃氣渦輪機和航空發(fā)動機正是在驅(qū)動激光熔覆革新的應用行業(yè)。
圖1、激光熔覆技術應用于修整葉尖
什么是激光熔覆？
激光熔覆使用激光來熔化涂層部件表面的材料。然后粉末噴嘴將金屬粉末傳輸至熔化槽，從而形成冶金結合。激光鏡片和粉末噴嘴在工件表面上移動，產(chǎn)生了單軌、單層或者更復雜的焊接積層。
圖2、在一個單晶試驗樣品上進行激光熔覆
自從上世紀九十年代開始使用以來，激光熔覆在渦輪機修理工藝中越來越受歡迎，部分原因在于價格的下降。最初，激光本身的成本非常高，因此對于技術人員來說，激光熔覆是一項昂貴的投資。不過，新的激光器類型比如二極管、光纖和碟片，已經(jīng)非常成熟，使得激光熔覆逐漸成為可負擔起的技術。與傳統(tǒng)的二氧化碳或Nd:YAG激光器相比，這些新型激光器基本無需保養(yǎng)，電機效率很高，沒有靈敏易壞的部件或光學器件。因此，在過去五年投資成本已經(jīng)減少約一半。
除了工業(yè)燃氣渦輪機和航空航天部件，激光熔覆在普通工業(yè)應用中也越來越受歡迎，比如油氣采礦工具、活塞發(fā)動機、壓縮機、泵，甚至農(nóng)業(yè)設備。
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