专利名称：一种修复转子推力盘的方法
技术领域：
本发明涉及激光熔覆技术，特别提供了利用激光熔覆技术修复转子推力盘的工艺方法。
背景技术：
转动设备中的转子(例如烟气轮机、汽轮机、压缩机等)，在工作中，除受因旋转而产生的离心力作用外，同时也要产生轴向推力，轴向推力的产生，会引起转子的轴向移动，为限制转子的轴向位移，这类转子中大多用推力盘来限制轴向位移。在设计制造中，对推力盘的技术要求非常高，其加工允许的工作面跳动值往往在10μm～20μm之间。
转子在运转工作过程中，由于各种意外因素的影响，常会出现抱瓦、轴向窜动等现象，导致转子推力盘工作面磨损、拉毛，造成转子转动中轴向间隙值超差，引起动静磨擦，从而破坏了转子的平衡，导致振动超差，使设备无法正常工作。
转子推力盘磨损后，厂家往往采用两种方式来处理。一是报废转子，二是利用传统的堆焊方法来处理。而堆焊的方法，由于其加热温度高，溶池深，热影响区大，不好控制，由于转子尺寸大，重量重，分解困难，且分解后再组装需要一定时间，焊后热处理难进行。往往导致焊后产生热应力导致推力盘的变形大或转子轴径弯曲，影响使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焊后推力盘的变形和转子轴径弯曲轻微不影响使用的修复转子推力盘的新工艺方法。
本发明提供一种修复转子推力盘的方法，其特征在于工艺步骤如下1)转子入厂检测检测转子损伤程度，转子主要尺寸及形位公差；2)无损探伤；3)清理推力盘面磨损面去除表面污物、疲劳硬化层及微裂纹，露出基体金属光泽；4)激光熔覆将转子竖起，置于旋转工装上，采用二氧化碳气体激光器加送粉器用同步送粉方式对推力盘损伤面进行平面激光熔覆，操作过程的参数是激光功率为600W～2000W，光斑直径为2～6mm，扫描速度为2～20mm/s，熔覆材料为与基体相适应的金属粉；平面激光熔覆可以减少金属粉的浪费，提高金属粉的利用率；预置金属粉末完全熔化，而基体表面微熔，快速凝固后获得与基体冶金结合的致密覆层，结合强度不低于基体的90％；送粉器由料斗1、圆盘2、控制电机3、刮板4、接料斗5、输送动力高压氮气或氩气6、软管7和喷嘴8构成，料斗1置于圆盘2的边缘上方，刮板4置于圆盘2的与料斗1直径相对的边缘上，接料斗5置于圆盘2该处的下方，接料斗5下接软管7，望软管7里送高压氮气或氩气6，软管7与激光加工机运动轴部件上的喷嘴8相连接，控制电机3控制圆盘2旋转。控制电机3与激光加工机的运动轴部件由控制系统控制。
5)机械加工复型按图纸要求进行；6)完工检验包括检验尺寸公差、形位公差及无损探伤；7)对转子按技术标准进行动平衡校正。
激光熔覆转子推力盘可以实现在不预热的情况下进行，以免产生裂纹，有效避免了轴径产生弯曲，激光熔覆后产生的微变形，基本可以忽略不计。由于其熔覆后热应力小，熔覆后可直接加工，不用再做去应力处理。
本发明提供的修复转子推力盘的方法，其激光熔覆可以是立面熔覆。由于转子通常尺寸较大，重量较重，不易竖起，而推力盘面精度要求高，采用二氧化碳气体激光器和送粉器同步送粉方式，在金属粉到达基体时，光束同时到达，将金属粉完全熔化，并使基体微熔二者结合在一起。
本发明提供的修复转子推力盘的方法，其清理推力盘面磨损面可以用机械清理或手工打磨。
本发明提供的修复转子推力盘的方法，其激光熔覆后尺寸高于图纸要求0.5-3mm。
本发明提供的修复转子推力盘的方法，其优点在于与传统的热喷焊或者堆焊相比，激光熔覆后熔覆层与基体均无粗大组织，熔覆层及基界面组织致密，晶粒细小，熔覆组织无裂纹、夹杂等缺陷；熔覆层与基体形成冶金结合，不脱落；热变形小，应力低；对基体稀释率低，熔覆层尺寸大小和位置可以精确控制，熔后机加量小；熔覆表面耐磨、耐腐蚀、耐冲刷。
图1为送粉器的结构示意图。
具体实施例方式
实施例1热电厂3000kW汽轮机转子推力盘激光修复。
1.转子入厂检测检测转子损伤程度，转子主要尺寸及形位公差。
2.无损探伤。
3.对推力盘面磨损面进行机械清理或手工打磨清理，去除表面污物、疲劳硬化层及微裂纹，露出基体金属光泽。
将转子置于旋转工装上，采用二氧化碳气体激光器加PLF-1型送粉器用同步送粉方式对推力盘损伤面进行激光熔覆，激光功率1000W，光斑直径约4mm，扫描速度10mm/s，熔覆材料为与基体相适应的金属粉。熔覆后尺寸高于图纸要求1～2mm。送粉器(如图1所示)由料斗1、圆盘2、控制电机3、刮板4、接料斗5、输送动力高压氮气或氩气6、软管7和喷嘴8构成，料斗1置于圆盘2的边缘上方，刮板4置于圆盘2的与料斗1直径相对的边缘上，接料斗5置于圆盘2该处的下方，接料斗5下接软管7，望软管7里送高压氮气或氩气6，软管7与激光加工机运动轴部件上的喷嘴8相连接，控制电机3控制圆盘2旋转。控制电机3与激光加工机的运动轴部件由控制系统控制。
4.按图纸要求进行机械加工复型。
5.完工检验包括尺寸公差、形位公差及无损探伤。
6.对转子按技术标准进行动平衡校正。
实施例2YL II-2000烟气轮机转子推力盘激光修复。
1.转子入厂检测检测转子损伤程度，转子主要尺寸及形位公差。
2.无损探伤。
3.对推力盘面磨损面进行机械清理或手工打磨清理，去除表面污物、疲劳硬化层及微裂纹，露出基体金属光泽。
置于卧轴旋转工装上，采用二氧化碳气体激光器加送粉器用同步送粉方式对推力盘损伤面进行立面激光熔覆，激光功率2000W，光斑直径约6mm，扫描速度20mm/s，熔覆材料为与基体相适应的金属粉。送粉器由料斗1、圆盘2、控制电机3、刮板4、接料斗5、输送动力高压氮气或氩气6、软管7和喷嘴8构成，料斗1置于圆盘2的边缘上方，刮板4置于圆盘2的与料斗1直径相对的边缘上，接料斗5置于圆盘2该处的下方，接料斗5下接软管7，望软管7里送高压氮气或氩气6，软管7与激光加工机运动轴部件上的喷嘴8相连接，控制电机3控制圆盘2旋转。控制电机3与激光加工机的运动轴部件由控制系统控制。熔覆层后尺寸高于图纸要求1.5～2.5mm。
4.按图纸要求进行机械加工复型。
5.修后检验包括尺寸公差、形位公差及无损探伤。
6.对转子按技术标准进行动平衡校正。
权利要求
1.一种修复转子推力盘的方法，其特征在于工艺步骤如下1)转子入厂检测检测转子损伤程度，转子主要尺寸及形位公差；2)无损探伤；3)清理推力盘面磨损面去除表面污物、疲劳硬化层及微裂纹，露出基体金属光泽；4)激光熔覆将转子竖起，置于旋转工装上，采用二氧化碳气体激光器加送粉器用同步送粉方式对推力盘损伤面进行平面激光熔覆，激光功率为600W～2000W，光斑直径为2～6mm，扫描速度为2～20mm/s，熔覆材料为与基体相适应的金属粉；送粉器由料斗(1)、圆盘(2)、控制电机(3)、刮板(4)、接料斗(5)、输送动力高压氮气或氩气(6)、软管(7)和喷嘴(8)构成，料斗(1)置于圆盘(2)的边缘上方，刮板(4)置于圆盘(2)的与料斗(1)直径相对的边缘上，接料斗(5)置于圆盘(2)该处的下方，接料斗(5)下接软管(7)，望软管(7)里送高压氮气或氩气(6)，软管(7)与激光加工机运动轴部件上的喷嘴(8)相连接，控制电机(3)控制圆盘(2)旋转。控制电机(3)与激光加工机的运动轴部件由控制系统控制；5)机械加工复型按图纸要求进行。6)完工检验包括检验尺寸公差、形位公差及无损探伤。7)对转子按技术标准进行动平衡校正。
2.按照权利要求1所述的修复转子推力盘的方法，其特征在于所述激光熔覆是立面熔覆。
3.按照权利要求1所述的修复转子推力盘的方法，其特征在于所述清理推力盘面磨损面用机械清理或手工打磨。
4.按照权利要求1所述的修复转子推力盘的方法，其特征在于所述激光熔覆后尺寸高于图纸要求0.5-3mm。
全文摘要
本发明提供一种修复转子推力盘的方法的工艺步骤如下转子入厂检测检测转子损伤程度，转子主要尺寸及形位公差；无损探伤；清理推力盘面磨损面去除表面污物、疲劳硬化层及微裂纹；激光熔覆将转子竖起，在旋转工装上，采用二氧化碳气体激光器加送粉器用同步送粉方式进行激光熔覆，操作时激光功率为600W～2000W，光斑直径为2～6mm，扫描速度为2～20mm/s，熔覆材料为与基体相适应的金属粉；机械加工复型；完工检验动平衡校正。该方法的优点是熔覆层与基界面组织致密，晶粒细小，无裂纹、夹杂等缺陷；不脱落；热变形小，应力低；基体稀释率低，熔覆层尺寸大小和位置可控，熔后机加量小；熔覆表面耐磨、耐腐蚀、耐冲刷。
文档编号B23K26/42GK1990159SQ20051013087
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月26日 优先权日2005年12月26日
发明者高庆桥, 陈江, 赵越 申请人:沈阳大陆激光技术有限公司