在當(dāng)今動(dòng)蕩的經(jīng)濟(jì)時(shí)代，我們很自然地希望大投資能夠盡可能長(zhǎng)時(shí)間有效，且物有所值。特別是對(duì)于工業(yè)燃?xì)鉁u輪部件來(lái)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(shù)來(lái)保護(hù)投資。工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的主要用途是發(fā)電，還可用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，另外還可在某些環(huán)境下用于驅(qū)動(dòng)油泵，比如鉆油平臺(tái)和油田。

高價(jià)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(jí)合金制成。不過，超級(jí)合金的堅(jiān)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(lái)修理。盡管現(xiàn)在有各種涂層技術(shù)可以用來(lái)修理和修復(fù)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(qiáng)了。在過去的15年里，技術(shù)人員在修理渦輪部件時(shí)已經(jīng)越來(lái)越多地引入自動(dòng)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(shí)際上，工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)正是在驅(qū)動(dòng)激光熔覆革新的應(yīng)用行業(yè)。

圖1、激光熔覆技術(shù)應(yīng)用于修整葉尖

什么是激光熔覆？

激光熔覆使用激光來(lái)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(jié)合。激光鏡片和粉末噴嘴在工件表面上移動(dòng)，產(chǎn)生了單軌、單層或者更復(fù)雜的焊接積層。

圖2、在一個(gè)單晶試驗(yàn)樣品上進(jìn)行激光熔覆

自從上世紀(jì)九十年代開始使用以來(lái)，激光熔覆在渦輪機(jī)修理工藝中越來(lái)越受歡迎，部分原因在于價(jià)格的下降。最初，激光本身的成本非常高，因此對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說，激光熔覆是一項(xiàng)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(fù)擔(dān)起的技術(shù)。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(wú)需保養(yǎng)，電機(jī)效率很高，沒有靈敏易壞的部件或光學(xué)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?xì)鉁u輪機(jī)和航空航天部件，激光熔覆在普通工業(yè)應(yīng)用中也越來(lái)越受歡迎，比如油氣采礦工具、活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、泵，甚至農(nóng)業(yè)設(shè)備。