一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其能有效避免激光熔覆時與葉冠鎖口的干涉，并且能保證最終加工后熔覆層從背弧至進(jìn)氣邊逐漸增厚，確保葉片進(jìn)氣邊附近激光熔覆層厚度滿足不同位置對耐水蝕性的要求。其特征在于：坡口位置沿汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊方向由葉片葉冠向葉根延伸，坡口截面為一由葉片背弧向葉片進(jìn)氣邊傾斜的平滑圓弧曲面和進(jìn)氣邊側(cè)面平滑過渡連接構(gòu)成，進(jìn)氣邊側(cè)面與葉片內(nèi)弧型面垂直連接。
【專利說明】一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及汽輪機(jī)葉片加工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆領(lǐng)域，具體為一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]汽輪機(jī)末級葉片在高速運轉(zhuǎn)過程中容易使葉片頂部進(jìn)氣邊產(chǎn)生點蝕而失效，葉片抗水蝕能力直接影響到汽輪機(jī)葉片的使用壽命及機(jī)組的安全運行，傳統(tǒng)的汽輪機(jī)葉片采用釬焊司太立合金片貼合在進(jìn)氣邊與一致的槽型上，來進(jìn)行進(jìn)氣邊強(qiáng)化，合金片厚度均勻，為
0.flmm，然而進(jìn)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(jìn)氣邊轉(zhuǎn)接處率先嚴(yán)重水蝕。
[0003]激光熔覆是目前較為先進(jìn)的激光表面強(qiáng)化技術(shù)之一，熔覆金屬與母材為冶金結(jié)合，其強(qiáng)度高于傳統(tǒng)釬焊。但是，在激光熔覆時葉片葉冠鎖口會對熔覆產(chǎn)生干涉，同時葉片不同部位對耐水蝕要求也不僅相同，因此設(shè)計合理的激光熔覆坡口結(jié)構(gòu)，對于提高激光熔覆質(zhì)量、保證激光熔覆層厚度從而滿足不同部分耐水蝕性要求尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本實用新型提供了一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其能有效避免激光熔覆時與葉冠鎖口的干涉，并且能保證最終加工后熔覆層從背弧至進(jìn)氣邊逐漸增厚，確保葉片進(jìn)氣邊附近激光熔覆層厚度滿足不同位置對耐水蝕性的要求。
[0005]其技術(shù)方案是這樣的，其特征在于:坡口位置沿汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊方向由葉片葉冠向葉根延伸，坡口截面為一由葉片背弧向葉片進(jìn)氣邊傾斜的平滑圓弧曲面和進(jìn)氣邊側(cè)面平滑過渡連接構(gòu)成，所述進(jìn)氣邊側(cè)面與葉片內(nèi)弧型面垂直連接。
[0006]其進(jìn)一步特征在于:
[0007]所述平滑圓弧曲面由圓弧面RA、圓弧面RB以及圓弧面RC依次平滑過渡連接構(gòu)成，所述圓弧面RA、圓弧面RB以及圓弧面RC在葉片內(nèi)弧型面的投影長度之和為坡口寬度a，所述圓弧面RA、圓弧面RB以及圓弧面RC在葉片進(jìn)氣邊側(cè)面的投影長度以及所述進(jìn)氣邊側(cè)面高度e之各為坡口高度d;
[0008]所述圓弧面RA的圓弧半徑為4?7mm,所述圓弧面RB的圓弧半徑為7.4?Ilmm,所述圓弧面RC的圓弧半徑為2.5?4mm ；
[0009]所述坡口寬度a為9?llmm,所述圓弧面RA在葉片內(nèi)弧型面的投影長度b為
5.4?6.9mm,所述圓弧面RC在葉片內(nèi)弧型面的投影長度c為0.5?Imm ；
[0010]所述坡口高度d為7?9mm，所述圓弧面RB在葉片進(jìn)氣邊側(cè)面的投影長度g為
1.5?2.2mm，所述圓弧面RC在葉片氣邊側(cè)面的投影長度f為0.5?1.0mm，所述進(jìn)氣邊側(cè)面高度e為2.4?3.5謹(jǐn)；
[0011]所述坡口長度為150?800_ ；
[0012]所述進(jìn)氣邊側(cè)面位置由葉片最終尺寸的進(jìn)氣邊位置向進(jìn)氣邊內(nèi)側(cè)偏置1.5?2.0mm ；
[0013]所述坡口位于葉根側(cè)的端部與葉根側(cè)母材釆用圓弧半徑為20?30mm的圓弧過渡連接。
[0014]本實用新型用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)的有益效果在于:其坡口截面為一由葉片背弧向葉片進(jìn)氣邊傾斜的平滑圓弧曲面和進(jìn)氣邊側(cè)面平滑過渡連接構(gòu)成，因而能夠有效避免葉片葉冠鎖口對激光熔覆的干涉，同時保證激光熔覆處母材底面平滑，確保熔覆后熔池底部不產(chǎn)生未熔合及裂紋等缺陷，從而保證激光熔覆質(zhì)量；同時，其坡口的平滑圓弧曲面由三段圓弧面依次平滑過渡連接而成，并通過控制坡口寬度、高度及長度來滿足葉片進(jìn)氣邊不同位置對耐水蝕性的要求，使得在進(jìn)行激光熔覆時能夠根據(jù)葉片進(jìn)氣邊不同位置的要求合理分配熔覆層厚度，從而保證葉片進(jìn)氣邊的防水蝕性能，保證葉片的使用壽命，并確保汽輪機(jī)葉片的安全運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)的截面示意圖；
[0016]圖2為本實用新型一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)在汽輪機(jī)葉片上的位置示意圖。
【具體實施方式】
[0017]見圖1和圖2，本實用新型一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其坡口位置沿汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊方向由葉片葉冠向葉根延伸，坡口截面為一由葉片背弧向葉片進(jìn)氣邊傾斜的平滑圓弧曲面C和進(jìn)氣邊側(cè)面A平滑過渡連接構(gòu)成，進(jìn)氣邊側(cè)面A與葉片內(nèi)弧型面B垂直連接。圖2中，I為葉片葉冠鎖口位置，2為葉片進(jìn)氣邊激光熔覆坡口，3為葉片進(jìn)氣邊激光熔覆坡口位于葉根側(cè)的端部位置示意。
[0018]平滑圓弧曲面由圓弧面RA、圓弧面RB以及圓弧面RC依次平滑過渡連接構(gòu)成，圓弧面RA、圓弧面RB以及圓弧曲面RC在葉片內(nèi)弧型面的投影長度之和為坡口寬度a，圓弧面RA、圓弧面RB以及圓弧面RC在葉片進(jìn)氣邊側(cè)面的投影長度以及進(jìn)氣邊側(cè)面高度e之各為坡口高度d;
[0019]圓弧面RA的圓弧半徑為4?7mm,圓弧面RB的圓弧半徑為7.4?I Imm,所述圓弧面RC的圓弧半徑為2.5?4mm ；
[0020]坡口寬度a為9?llmm,圓弧面RA在葉片內(nèi)弧型面的投影長度b為5.4?6.9mm,圓弧面RC在葉片內(nèi)弧型面的投影長度c為0.5?Imm ;
[0021]坡口高度d為7?9mm，圓弧面RB在葉片進(jìn)氣邊側(cè)面的投影長度g為1.5?
2.2mm,圓弧面RC在葉片氣邊側(cè)面的投影長度f為0.5?1.0mm,進(jìn)氣邊側(cè)面高度e為2.4?
3.5mm ；
[0022]坡口 長度為 150 ?800mm ;
[0023]進(jìn)氣邊側(cè)面A位置由葉片最終尺寸的進(jìn)氣邊位置向進(jìn)氣邊內(nèi)側(cè)偏置1.5?2.0mm ；坡口位于葉根側(cè)端部3與葉根側(cè)母材采用圓弧半徑為20?30mm的圓弧過渡連接。
[0024]下面結(jié)合具體實施例詳細(xì)描述本實用新型坡口結(jié)構(gòu):[0025]實施例一:
[0026]一種葉身長度為40.5英寸的汽輪機(jī)葉片，其坡口形狀是這樣的通過圓弧半徑為7mm的圓弧面RA、圓弧半徑為9.6mm的圓弧面RB、圓弧半徑為3mm的圓弧面RC依次平滑過渡連接保證激光熔覆處母材底面平滑，確保熔覆后熔池底部不產(chǎn)生未熔合及裂紋等缺陷，防水蝕范圍，寬度a為10mm,高度d為7臟,通過b=6mm、c=0.5臟、e=2.5臟、f=0.5臟、g=l.5臟確定三個圓弧面過渡位置，使得激光熔覆坡口形成一個向進(jìn)氣邊傾斜坡度，保證最終加工后熔覆層從背弧至進(jìn)氣邊逐漸增厚，該坡口長度為180mm，進(jìn)氣邊側(cè)面A較葉片最終尺寸的進(jìn)氣邊位置向向進(jìn)氣邊內(nèi)側(cè)偏置1.5mm, B面為葉片內(nèi)弧型面，葉跟側(cè)母材與熔覆坡口采用圓弧半徑為20_的圓弧過渡。該坡口經(jīng)過激光熔覆后確保了該40.5英寸葉片進(jìn)氣邊附近激光熔覆層厚度滿足不同位置對耐水蝕性的要求。
[0027]實施例二:
[0028]一種葉身長度為50英寸的汽輪機(jī)葉片，其坡口形狀是這樣的通過圓弧半徑為7mm的圓弧面RA、圓弧半徑為為I Imm的圓弧面RB、圓弧半徑為2.5mm的圓弧面RC三個圓弧面平滑過渡連接保證激光熔覆處母材底面平滑，確保熔覆后熔池底部不產(chǎn)生未熔合及裂紋等缺陷，防水蝕范圍，坡口寬度a為llmm，高度d為9mm,通過b=6.9mm、c=lmm、e=2.5mm>f=0.5mm、g=2.2mm確定三個圓弧面過渡位置，使得激光熔覆坡口形成一個向進(jìn)氣邊傾斜坡度，保證最終加工后熔覆層從背弧至進(jìn)氣邊逐漸增厚，該坡口長度為350_，進(jìn)氣邊側(cè)面A較葉片最終尺寸的進(jìn)氣邊位置向進(jìn)氣邊內(nèi)側(cè)偏置2_，B面為葉片內(nèi)弧型面，葉跟側(cè)母材與熔覆坡口采用圓弧半徑為25mm的圓弧過渡。該坡口經(jīng)過激光熔覆后確保了該50英寸葉片進(jìn)氣邊附近激光熔覆層厚度滿足不同位置對耐水蝕性的要求。
【權(quán)利要求】
1.一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其特征在于:坡口位置沿汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊方向由葉片葉冠向葉根延伸，坡口截面為一由葉片背弧向葉片進(jìn)氣邊傾斜的平滑圓弧曲面和進(jìn)氣邊側(cè)面平滑過渡連接構(gòu)成，所述進(jìn)氣邊側(cè)面與葉片內(nèi)弧型面垂直連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述平滑圓弧曲面由圓弧面RA、圓弧面RB以及圓弧面RC依次平滑過渡連接構(gòu)成，所述圓弧面RA、圓弧面RB以及圓弧面RC在葉片內(nèi)弧型面的投影長度之和為坡口寬度a，所述圓弧面RA、圓弧面RB以及圓弧面RC在葉片進(jìn)氣邊側(cè)面的投影長度以及所述進(jìn)氣邊側(cè)面高度e之各為坡口高度d。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圓弧面RA的圓弧半徑為4?7mm,所述圓弧面RB的圓弧半徑為7.4?I Imm,所述圓弧面RC的圓弧半徑為2.5?4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述坡口寬度a為9?Ilmm,所述圓弧面RA在葉片內(nèi)弧型面的投影長度b為5.4?6.9mm,所述圓弧面RC在葉片內(nèi)弧型面的投影長度c為0.5?1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述坡口高度d為7?9mm，所述圓弧面RB在葉片進(jìn)氣邊側(cè)面的投影長度g為1.5?2.2mm，所述圓弧面RC在葉片氣邊側(cè)面的投影長度f為0.5?1.0mm，所述進(jìn)氣邊側(cè)面高度e 為 2.4 ?3.5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述坡口長度為150?800_。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述進(jìn)氣邊側(cè)面位置由葉片最終尺寸的進(jìn)氣邊位置向進(jìn)氣邊內(nèi)側(cè)偏置1.5?2.0_。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于汽輪機(jī)葉片進(jìn)氣邊激光熔覆的坡口結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述坡口位于葉根側(cè)的端部與葉根側(cè)母材采用圓弧半徑為20?30mm的圓弧過渡連接。
【文檔編號】F01D5/14GK203649666SQ201320887019
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】張鐵磊, 王烜烽 申請人:無錫透平葉片有限公司