激光焊接在发动机翻修中的应用

激光加工是利用高辐射强度的激光束 ，经过光学系统聚焦(聚焦后的功率密度可达到10*4~10*11w/cm2)，对工件加工部位施加高温的热加工技术。激光束的能量可使合金中的高熔点相、夹杂物等完全熔化。激光加工可在大气中进行，也可在真空中进行。对于一些特殊的合金(如钛合金)，无需在真空状态下进行激光加工，只需吹保护性气体(对于镍基合金和钦合金采用氨气或氮气)。基体材料熔化区可限制在几十微米，甚至更薄的范围。激光熔敷层产生的热影响区的厚度大约是熔敷层厚度的1/10(0.10-0.25mm)，这就意味着热影响区很窄。
激光熔敷和焊接技术优势
    激光熔敷多用于发动机零部件的恢复尺寸修复，与其他形式的堆焊相比，该技术优势集中体现在以下几个方面。
(1) 激光熔敷加工精度高，易于实现近净成形和后续精加工。如果采用TIG堆焊，堆焊的宽度与高度不易控制，后续精加工余量过大，且热影响区大。
(2) 激光熔敷加工易于数字化控制，可加工几何形状复杂的零部件。若采用手工焊接，在稳定性和质量上都无法满足要求。
(3) 采用高效的自动化激光熔敷技术，可以有效地减小热影响区，降低叶片裂纹的产生，产品的一次合格率可以稳定在95%以上，而采用传统标准工艺(TIG堆焊)则相差甚远。
(4) 激光熔敷可以在氢气保护下进行，而无需真空环境。与电子束堆焊相比，加工效率更高，设备维护更方便。
国外的应用现状
   激光熔敷技术主要用于航空发动机涡轮叶片、导向叶片和气路封严系统的零部件修理。以下是国外一些公司应用激光熔敷技术的情况。
(1) 英国罗-罗公司
    激光熔敷在燃气轮机热端部件制造上的运用，应首推罗一罗公司。该公司于1981年就采用此工艺对RB211发动机涡轮叶片冠部阻尼面进行钻基耐磨合金敷层强化处理。在罗一罗公司资助下，英国诺丁汉大学已经开发出叶片修理系统，并在罗-罗公司大修中心得到应用，维修的范围有压气机叶尖，涡轮叶片封严蓖齿等。
(2) 美国普惠公司
    普惠公司继罗-罗公司之后进一步发展了激光熔敷技术，成功地建立了两条自动化激光熔敷生产线，在JT8D和JT9D两种发动机的第一级和第二级的PWA1455合金材料的转子叶片锯齿冠阻尼面上，制备出高质量的钻基耐磨合金层。
    普惠公司在美国空军项目(IMIP计划)资助下，建立了涡轮叶片激光焊接加工中心，可以完成涡轮叶片所需部件的自动激光焊接，如JTgD与Flo的二级涡轮转子叶片和V2500、F100与PW2037的涡轮导向叶片等。