汽輪機葉片進氣邊的激光熔覆結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽輪機葉片的加工技術領域，尤其是涉及汽輪機葉片進氣邊激光熔覆領域，具體為汽輪機葉片進氣邊的激光熔覆結構。
【背景技術】
[0002]汽輪機末級葉片在運行環境蒸汽濕度較大，在高速旋轉過程中葉頂受到氣蝕失效，因而葉片抗水蝕能力直接影響到汽輪機葉片的使用壽命及機組的安全運行。傳統的防水蝕強化方法是采用釬焊司太立合金片在汽輪機葉片進氣邊上，合金片厚度為0.8-1.5mm并且合金片厚度均勻，然而進氣邊位置對耐水蝕性要求并不一致，在厚度相同的情況下進氣邊轉接處率先嚴重水蝕。
[0003]激光熔覆是目前較為先進的激光表面強化技術之一，熔覆金屬與母材為冶金結合，強度高于傳統釬焊。公開號為CN203649666U的中國實用新型專利公開了一種用于汽輪機葉片進氣邊激光熔覆的坡口結構，其在葉片縱向上熔覆坡口截面相同，其僅考慮到了進氣邊與背弧方向對耐水蝕要求的不同進行了厚度差異化設計，然而在葉片運轉過程中，越靠近葉頂其線速度越大，受到的水蝕越嚴重，因此在縱向截面上葉頂熔覆層將會最先失效。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明提供了一種汽輪機葉片進氣邊的激光熔覆結構，其能解決現有汽輪機葉片進汽邊激光熔覆坡口結構由于縱向各截面相同而導致的葉片縱向截面上靠近葉頂的熔覆層易水蝕失效的問題，從而提高葉片出汽邊激光熔覆層的抗水蝕能力，延長汽輪機葉片的使用壽命。
[0005]汽輪機葉片進氣邊的激光熔覆結構，其包括激光熔覆層，汽輪機葉片的進氣邊一側開有由葉頂向葉根延伸的熔覆坡口，所述激光熔覆層熔覆于所述熔覆坡口內，其特征在于:所述激光熔覆層的縱向截面的寬度以及厚度由所述葉頂至葉根逐漸減少直至為零，所述激光熔覆層的長度L為200mm?900mm，所述激光熔覆層的縱向截面的寬度及厚度由所述熔覆坡口結構確定。
[0006]其進一步特征在于:
所述熔覆坡口的長度與所述激光熔覆層的長度L 一致，所述熔覆坡口由所述汽輪機葉片的進氣邊內弧面、坡口基準面、連接圓弧面、坡口圓弧面以及所述汽輪機葉片的進氣邊背弧面依次連接組成，其中所述坡口基準面與所述坡口圓弧面之間通過所述連接圓弧面平滑過渡連接；
所述激光熔覆層每一縱向截面的寬度d根據所述汽輪機葉片進氣邊的設計防水蝕要求確定，并且所述激光熔覆層每一縱向截面的寬度d=a+b，其中a為該縱向截面所述汽輪機葉片的設計進氣邊前緣到所述坡口基準面的距離，b為所述坡口基準面到該縱向截面的所述坡口圓弧面與所述進氣邊背弧面連接端之間的距離；
所述坡口基準面垂直于所述汽輪機葉片的設計進氣邊前緣與出氣邊后緣的邊線； 所述汽輪機葉片的設計進氣邊前緣到所述坡口基準面的距離a為O?8mm，所述坡口基準面到所述坡口圓弧面與所述進氣邊背弧面之間的距離b為O?30mm，所述坡口基準面的厚度c為2_?7_ ；
所述坡口圓弧面的截面圓角半徑為RA為40mm?60mm，所述連接圓弧面的截面圓角半徑 RB 為 1.5mm ?4mm。
[0007]本發明汽輪機葉片進氣邊的激光熔覆結構的有益效果在于:其葉片進氣邊的激光熔覆層的縱向截面的寬度以及厚度由所述葉頂至葉根逐漸減少直至為零，因而葉片進氣邊的防水蝕能力由葉根部分向葉頂部分逐漸增加，因而能有效延長汽輪機葉片的使用壽命；而跟現有汽輪機葉片進氣邊等截面激光熔覆層結構形式相比較，本發明結構能夠大大減少熔覆金屬量，節約熔覆金屬粉末，并節約生產能源及生產時間；另外，相對于現有的等截面激光熔覆層結構，本發明熔覆層結構可以減少熱輸入，有效減小葉片變形。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的汽輪機葉片進氣邊激光熔覆結構示意圖；
圖2為本發明汽輪機葉片進氣邊的激光熔覆結構某一截面的示意圖。
【具體實施方式】
[0009]見圖1，本發明汽輪機葉片進氣邊的激光熔覆結構，其包括激光熔覆層1，汽輪機葉片的進氣邊一側開有由葉頂向葉根延伸的熔覆坡口 2，激光熔覆層I熔覆于熔覆坡口內，激光熔覆層I的縱向截面的寬度以及厚度由葉頂至葉根逐漸減少直至為零，激光熔覆層的長度L為200mm?900mm，激光熔覆層的縱向截面的寬度及厚度由所述熔覆坡口結構確定。
[0010]其中所述熔覆坡口的長度與所述激光熔覆層的長度L 一致，熔覆坡口由汽輪機葉片的進氣邊內弧面3、坡口基準面A、連接圓弧面4、坡口圓弧面5以及汽輪機葉片的進氣邊背弧面6依次連接組成，其中坡口基準面A與坡口圓弧面5之間通過連接圓弧面4平滑過渡連接；坡口基準面A垂直于汽輪機葉片的設計進氣邊前緣7與出氣邊后緣8的邊線；
見圖2，激光熔覆層I每一縱向截面的寬度d根據汽輪機葉片進氣邊的設計防水蝕要求確定，并且激光熔覆層I每一縱向截面的寬度d=a+b，其中a該縱向截面所述汽輪機葉片的設計進氣邊前緣到所述坡口基準面的距離，b為該截面上坡口基準面到該縱向截面的坡口圓弧面與進氣邊背弧面連接端之間的距離；
坡口結構中，任一截面汽輪機葉片的設計進氣邊前緣到所述坡口基準面的距離a為O?8mm，坡口基準面到所述坡口圓弧面與所述進氣邊背弧面之間的距離b為O?30mm，所述坡口基準面的厚度c為2mm?7mm ;所述坡口圓弧面的截面圓角半徑RA為40mm?60mm，所述連接圓弧面的截面圓角RB半徑為1.5mm?4mm。
[0011]本發明汽輪機葉片進氣邊的激光熔覆結構，激光熔覆層的熔覆搭接順序為:首先在基準面A上以A面底邊為基準線進行熔覆，然后旋轉葉片，以50%左右的搭接率熔覆，每一道次較之前縮短，直至堆滿整個坡口圓弧面5，第二層以此類推，并逐漸減少道次，之至熔覆高于最終葉片輪廓。
[0012]以下給出具體實施例以對本發明的汽輪機葉片進氣邊激光熔覆結構進行詳細說明: 實施例一:
一種葉身長度為25英寸的汽輪機葉片，其激光熔覆區長度為200mm。其坡口形狀是這樣的:
葉頂位置截面形狀為圓角RA為R40mm，圓角RB為Rl.5mm，所述長度a為6mm，長度b為13.4mm，長度 c 為 2_ ;
距離葉頂位置50mm處截面形狀為圓角RA為R40mm，圓角RB為Rl.5mm，長度a為5.1mm，長度b為12.5_，長度c為2_ ;
距離葉頂位置10mm處截面形狀為圓角RA為R40mm，圓角RB為Rl.5mm，長度a為4.2mm，長度b為11.2mm，長度c為2_ ;
距離葉頂位置150mm處截面形狀為圓角RA為R40 mm，圓角RB為Rl.5 m