用于修整用于氣體渦輪機的壓縮機或渦輪機葉片的方法技術

本發明專利技術涉及一種用于修整用于氣體渦輪機的壓縮機或渦輪機葉片（1）的方法，其中，所述壓縮機或渦輪機葉片（1）的進入棱邊（2）至少在子區域中通過能量射束（8）這樣有目的地熔化，使得材料基本上在不加入附加材料的情況下凝固成新輪廓（5）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種具有權利要求1前序部分特征的。
技術介紹
氣體渦輪機中、尤其是飛機動力裝鉻中的構件在運行中經受通過侵蝕物例如通過砂或粉塵或冰造成的磨損。在氣體渦輪機的前部分、即壓縮機的區域中，侵蝕通常導致壓縮機葉片的流動進入棱邊(前緣)變平。壓縮機葉片在其未磨損的形狀中具有在空氣動力學上優化的剖面，所述剖面通過磨損而不利地變化。作為空氣動力學剖面這樣變差的結果，氣體渦輪機的效率損失，這就是說，氣體渦輪機對于相同的功率需要更多的燃料。因此，從經濟角度來看，值得追求的是，抵抗壓縮機葉片磨損、尤其是在空氣動力學上優化的葉片幾何特征變差。為此目的，建立修理方法，所述修理方法的目的在于，使損壞的壓縮機葉片又具有優化的空氣動力學幾何特征。用于壓縮機葉片的常用修理方法例如是磨削壓縮機葉片的進入棱邊。通過磨削，變平的剖面區域和所述區域的變粗糙的表面被圓整和平滑。用于渦輪機葉片的基于流動進入棱邊的磨削的這種修理方法所用的裝鉻例如已在專利文獻US6 302 625 BI中描述。對于渦輪機葉片一方面可理解為在氣體渦輪機中所使用的所有葉片。但對于專業人員，渦輪機葉片通常僅僅是在動力裝鉻的渦輪機的區域中使用的葉片，而壓縮機葉片僅在壓縮機的區域中使用。但在下面概念氣體渦輪機葉片用于表示壓縮機葉片(包括扇葉)和渦輪機葉片。這種修理方法的問題在于磨削方法的本質。磨削涉及切削方法，即將材料磨削掉，直到實現在空氣動力學上有利的進入棱邊。但在磨削期間氣體渦輪機葉片的母材的損失大致與母材通過侵蝕本身造成的損失一樣多。即氣體渦輪機葉片的母材首先在運行中通過侵蝕磨損被去除掉，接著，可比較地高的量的母材在符合標準的修理方法期間再次被去除掉。材料的這種雙重減少對氣體渦輪機葉片的弦長直接具有縮短作用，即氣體渦輪機葉片在流動方向上觀察變短，這通常又導致氣體渦輪機葉片的效率和/或空氣動力學穩定性進一步降低(涉及喘振界限(英語=Stall Margin)，到渦輪機葉片失速的安全間隔)。該效應在每次修理中都重復出現，直到弦長這樣短，使得例如壓縮機葉片不再可使用。在此，氣體渦輪機葉片中的例如通過所吸入的石塊或鳥產生的缺口或凹入部導致弦長特別大地縮短。因為這種缺口通常對氣體渦輪機葉片的機械和空氣動力學特性具有非常差的作用，因此必須從氣體渦輪機葉片去除掉很多材料，直到缺口被完全補上或者說被大面積地圓整。此外，質量的純損失、即氣體渦輪機葉片的重量與構件幾何特征的剛才描述的變化無關的降低也成為問題。如果例如在組裝好的發動機上、即在仍懸鉻在飛機機翼上(“在翼”，on wing)的動力裝鉻上磨削壓縮機葉片，則由于對各個壓縮機葉片進行不同地多的材料去除而可出現不平衡。在將氣體渦輪機葉片從氣體渦輪機拆卸下來的修理方法中，不平衡可通過稱量和接著的特定重量的分布來降低。但包括氣體渦輪機的拆開的這種修理方法也極其麻煩并且不可或者僅可非常麻煩地現場執行。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的在于，提供一種，所述方法伴隨盡可能少的材料去除。本專利技術通過具有權利要求1特征的方法來實現所述目的。本專利技術的其它優選構型可由從屬權利要求和所屬的說明以及附圖中獲知。根據本專利技術，為了解決問題，提出了一種，其中，壓縮機或渦輪機葉片的進入棱邊至少在子區域中通過能量射束這樣有目的地熔化，使得材料基本上在不加入附加材料的情況下凝固成新輪廓。對于新輪廓在此意義下理解為相對于未處理的進入棱邊變化的在空氣動力學上有利的輪廓。尤其是在被侵蝕狀態中變平的、即部分地呈角形的流動進入棱邊的圓整造型被稱為新輪廓。新輪廓在此表示在很大程度上遵循新零件出售狀態的剖面。所述新輪廓表示與出售狀態類似的通過根據本專利技術的修整而產生的輪廓。通過熔化例如可去掉缺口或凹入部，因為熔液流入到氣體渦輪機葉片、尤其是進入棱邊中的這種凹陷部中并且填充所述凹陷部。由此，不必將進入棱邊磨削到缺口之下的水平，而是理想地完全不進行值得一提的材料去除并且氣體渦輪機葉片的材料僅被重新分布。材料的這種重新分布使根據本專利技術的方法與根據現有技術的方法區別開來，雖然在根據現有技術的方法中也使進入棱邊的子區域熔化(例如在補焊時)，但這通過以顯著程度加入輔助材料來進行。例如在補焊時典型地施加原始材料的熔化體積多倍的附加材料。通過這種附加材料例如在補焊時又構造出被侵蝕的進入棱邊，據此壓縮機或渦輪機葉片的進入棱邊的體積和質量提高。根據本專利技術的方法基本上在不加入附加材料的情況下進行并且由此與根據現有技術的公知方法區別開來。根據本專利技術的方法的特殊優點是，在修整時不通過切削方法(例如磨削過程)產生材料損失。據此，通過修整也不(或者說極其少地)產生力矩重量(Momentengewicht)的變化,并且據此在安裝狀態中不由于氣體渦輪機葉片的慣性產生回轉的可測量的變化(或者說產生極其小的變化)。由此不需要重新動平衡。此外，根據本專利技術的 方法的優點在于，氣體渦輪機葉片的弦長(弦寬)通過修理方法不進一步縮短，而是如在后面描述的那樣甚至可又被部分地構造。氣體渦輪機葉片由此可明顯長時間地使用，這顯著降低動力裝鉻的維護成本。優選材料基本上在不加入附加材料的情況下凝固成預給定的新輪廓。預給定在此意味著，材料的熔化以及接著的幾何特征變化不是不加選擇地進行，而是至少試圖提供確定的造型或者說幾何特征的新輪廓，所述新輪廓例如在其空氣動力學特性方面得到改善。在“預給定的新輪廓”意義上的“預給定”例如也是力求提供新輪廓，所述新輪廓延長或者說重建氣體渦輪機葉片的弦長。優選壓縮機或渦輪機葉片的弦長通過所述方法延長0.1mm至5mm、進一步優選0.1mm至2_、例如1.5mm 優選重建通過少于7次、進一步優選少于4次的修整過程或者說熔焊過程來進行。與公知補焊不同的是，不引入或僅引入非常小量的添加物。本專利技術的另一個優點應在于，與公知補焊不同，不需要或僅需要最少的焊接底部或者說進入棱邊準備。通常為了準備補焊而從氣體渦輪機葉片銑掉數毫米母材，對于本專利技術意義上的修整而言不需要這種麻煩的準備。優選進入棱邊通過熔化來圓整。通過圓整，氣體渦輪機葉片的空氣動力學特性得到改善，因為經圓整的進入棱邊比平的進入棱邊具有明顯好的空氣動力學特性。為了圓整，通常利用通常在氣體渦輪機葉片的前棱邊上使用的材料、例如Ti6A14V或Inconel718的高表面張力，以便圓整所述氣體渦輪機葉片的進入棱邊。材料熔液的高表面張力使得熔液力求達到對其而言在能量上最佳的球形狀。通過熔液的有利地利用的表面張力，經修整的進入棱邊據此具有在空氣動力學上有利的圓整部。優選這樣控制能量射束的引入到子區域中的能量，使得實現不同的圓整半徑。例如可通過對能量射束的所引入的能量進行功率控制來實現材料熔液的表面的溫度控制。因為熔液的表面的溫度對熔液的表面張力具有直接影響，所以通過溫度控制也可有目的地調節熔液的表面張力。隨著溫度的上升，表面張力以張力梯度乘溫度差來變化。在純金屬的情況下，所述張力梯度為負，由此，所述金屬熔液隨著溫度的上升而表面張力減小。這種效應用于通過控制表面溫度實現期望的圓整半徑。除了溫度，在此也調節和改變熔化體積和熔化區域的表面大小。作為能量或者說溫度控制的輔助，例如也可使用攝像機系統，通過所述攝像機系統一方面觀測表面并且數據于是在需要時用于調整所述修整。例本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.31 DE 102010036042.21.一種用于修整用于氣體渦輪機的壓縮機或渦輪機葉片(I)的方法，其特征在于:使所述壓縮機或渦輪機葉片(I)的進入棱邊(2)至少在子區域中通過能量射束(8)這樣有目的地熔化，使得材料基本上在不加入附加材料的情況下凝固成新輪廓(5)。2.根據權利要求1的方法，其特征在于:材料基本上在不加入附加材料的情況下凝固成預給定的新輪廓(5)。3.根據權利要求1或2的方法，其特征在于:通過所述熔化來圓整所述進入棱邊(2)。4.根據上述權利要求之一的方法，其特征在于:這樣控制所述能量射束的引入到所述子區域中的能量，使得實現不同的圓整半徑。5.根據上述權利要求之一的方法，其特征在于:所述進入棱邊(2)通過多次熔化、優選最高六次熔化來修整成所述新輪廓(5 )。6.根據上述權利要求之一的方法，其特征在于:通過熔化產生0.1 IOmm的圓整半徑。7.根據上述權利要求之...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·策納，
申請(專利權)人：漢莎技術股份公司，
類型：
國別省市：