用于形成制品的方法、用于形成涡轮叶片的方法和涡轮叶片与流程

本发明涉及用于形成制品的方法，用于形成涡轮叶片的方法和涡轮叶片。更具体地，本发明涉及用于形成制品的方法和用于形成涡轮叶片的方法，其包括激光焊接难焊合金(ahard-to-weldalloy)的粉末以形成包覆层(acladdinglayer)，以及包括具有难焊合金的包覆层的凹槽叶顶的涡轮叶片。

背景技术：

由于它们的γ'和各种几何约束，难焊(htw)合金易受γ'应变老化、液化和热裂纹的影响。当γ'相以大于约30％的体积分数存在时，这些材料也难以连接，这可在铝或钛含量超过约3％时发生。如本说明书使用的，“htw合金”是这样的合金，其显示出液化、热和应变时效裂纹，并且因此以可重复的方式焊接而无需显著返工是不切实际。

htw合金可掺入燃气涡轮发动机的各种部件内，例如翼型件、叶片(blade)(叶片(bucket))、喷嘴(导叶)、护罩、燃烧器、旋转涡轮部件、轮、密封件和其它热气路部件。特别是对于经受最极端条件和应力的某些部件，由于通常优异的操作性质，这些htw合金掺入可为期望的。另外，当作为包覆层(例如施加至涡轮叶片以形成凹槽叶顶的包覆层)施加至其它合金时，某些htw合金可赋予有利的氧化和腐蚀性质。

htw合金作为包覆层的应用呈现了重大挑战，特别是因为当将此类合金的焊缝施加到与先前施加的合金焊缝接触的表面时，某些htw合金倾向于形成不期望的裂纹。此类挑战通过标准技术抑制连续包覆层的形成，例如通过同心焊缝的堆积，并且进一步抑制htw合金层的形成超过单个焊缝的厚度。

技术实现要素：

在示例性实施例中，用于形成制品的方法包括沿着焊接路径将金属合金的粉末激光焊接到基材的表面，形成具有焊缝宽度和焊缝高度的金属合金的焊缝(weldbead)。焊接路径沿着焊接方向扩展，形成设置在具有包覆层厚度的表面上的金属合金的包覆层。金属合金是htw合金。激光焊接包括至少约11kj/cm²的激光能量密度。沿着焊接路径将金属合金的粉末激光焊接到基材的表面包括约5ipm至约20ipm的焊接速度。焊接路径相对于参考线基本上不平行地振荡，建立了比焊缝宽度更宽的包覆宽度。焊缝沿着每次振荡接触自身，使得包覆层是连续的。包覆层基本上没有裂纹。

在另一个示例性实施例中，用于形成包括凹槽叶顶(squealertip)的涡轮叶片的方法包括沿着焊接路径将金属合金的粉末激光焊接到基材的表面，形成具有焊缝宽度和焊缝高度的金属合金的焊缝。焊接路径沿着焊接方向扩展，形成设置在具有包覆层厚度的表面上的金属合金的包覆层。金属合金按重量计基本上由以下组成：约15％至约17％的铬；约4％至约5％的铝；约2％至约4％的铁；约0.002％至约0.04％的钇(yttrium)；至多约(uptoabout)0.5％的锰(manganese)；至多约0.2％的硅；至多约0.1％的锆(zirconium)；至多约0.05％的碳；至多约0.5％的钨；至多约2％的钴；至多约0.15％的铌(niobium)；至多约0.5％的钛；至多约0.5％的钼(molybdenum)；至多约0.01％的硼(boron)；以及余量的镍(abalanceofnickel)。基材的表面包括选自以下的表面材料的表面层：合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约21％至约23％的铬(chromium)；约13％至约15％的钨；约1％至约3％的钼；约0.25％至约0.75％的锰；约0.2％至约0.6％的硅；约0.1％至约0.5％的铝；约0.05％至约0.15％的碳；约0.01％至约0.03％的镧(lanthanum)；至多约3％的铁；至多约5％的钴；至多约0.5％的铌；至多约0.1％的钛；至多约0.015％的硼；以及余量的镍；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约20％至约23％的铬；约8％至约10％的钼；约3.15％至约4.15％的铌和钽；至多约5％的铁；至多约0.1％的碳；至多约0.5％的锰；至多约0.5％的硅；至多约0.015％的磷；至多约0.015％的硫；至多约0.4％的铝；至多约0.4％的钛；至多约1％的钴；以及余量的镍；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约14％至约16％的镍；约19％至约21％的铬；约8％至约10％的钨；约4.0％至约4.8％的铝；约0.1％至约0.3％的钛；约2％至约4％的钽(tantalum)；约0.25％至约0.45％的碳；约0.5％至约1.5％的铪(hafnium)；约0.35％至约0.55％的钇；和余量的钴；及其各组合。激光焊接包括约11.5kj/cm²至约20.3kj/cm²的激光能量密度。沿着焊接路径将金属合金的粉末激光焊接到基材的表面包括约5ipm至约20ipm的焊接速度。粉末以约4.8g/分钟至约5.2g/分钟的流速施加。焊接路径相对于参考线基本上不平行地振荡，建立了比焊缝宽度更宽的包覆宽度。焊缝沿着每次振荡接触自身，使得包覆层是连续的。包覆层基本上没有裂纹。包覆层形成凹槽叶顶的至少一部分。焊接路径在涡轮叶片的后缘处开始，越过后缘的后缘宽度前进，然后沿着吸力侧和压力侧之一围绕涡轮叶片的周边前进，通过前缘，并且沿着吸力侧和压力侧中的另一个返回，直到返回到后缘。包覆层厚度为至少约0.2英寸。无需钨极气体保护电弧焊(gastungstenarcwelding)形成包覆层。

在另一个示例性实施例中，涡轮叶片包括凹槽叶顶，并且凹槽叶顶包括包覆层，该包覆层按重量计基本上由组成：约15％至约17％的铬；约4％至约5％的铝；约2％至约4％的铁；约0.002％至约0.04％的钇；至多约0.5％的锰；至多约0.2％的硅；至多约0.1％的锆；至多约0.05％的碳；至多约0.5％的钨；至多约2％的钴；至多约0.15％的铌；至多约0.5％的钛；至多约0.5％的钼；至多约0.01％的硼；以及余量的镍。包覆层基本上没有裂纹，并且包覆层包括至少约0.2英寸的包覆层厚度。

本发明技术方案1提供一种用于形成制品的方法，其包括：沿着焊接路径将金属合金的粉末激光焊接到基材的表面，形成具有焊缝宽度和焊缝高度的金属合金的焊缝；和沿着焊接方向扩展所述焊接路径，形成设置在具有包覆层厚度的表面上的所述金属合金的包覆层，其中：所述金属合金是难焊(htw)合金；所述激光焊接包括至少约11kj/cm2的激光能量密度；沿着所述焊接路径将所述金属合金的粉末激光焊接到所述基材的表面包括约5ipm至约20ipm的焊接速度；所述焊接路径相对于参考线基本上不平行地振荡，建立比所述焊缝宽度更宽的包覆宽度；所述焊缝沿着每次振荡接触自身，使得所述包覆层是连续的；和所述包覆层基本上没有裂纹。

技术方案2：根据技术方案1所述的方法，其中所述制品是包括凹槽叶顶的涡轮叶片，并且所述包覆层形成所述凹槽叶顶的至少一部分。

技术方案3：根据技术方案2所述的方法，其中所述焊接路径在所述涡轮叶片的后缘处开始，行进越过所述后缘的后缘宽度，然后沿着吸力侧和压力侧之一围绕所述涡轮叶片的周边前进，通过前缘，并且沿着吸力侧和压力侧中的另一个返回，直到返回到所述后缘。

技术方案4：根据技术方案1所述的方法，其中所述参考线选自焊接方向、中心线、弦线及其组合。

技术方案5：根据技术方案1所述的方法，其中所述金属合金包括按重量计的以下：约15％至约17％的铬；约4％至约5％的铝；约2％至约4％的铁；约0.002％至约0.04％的钇；至多约0.5％的锰；至多约0.2％的硅；至多约0.1％的锆；至多约0.05％的碳；至多约0.5％的钨；至多约2％的钴；至多约0.15％的铌；至多约0.5％的钛；至多约0.5％的钼；至多约0.01％的硼；和余量的镍。

技术方案6：根据技术方案1所述的方法，其中所述基材的表面包括选自以下的表面材料的表面层：合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约21％至约23％的铬；约13％至约15％的钨；约1％至约3％的钼；约0.25％至约0.75％的锰；约0.2％至约0.6％的硅；约0.1％至约0.5％的铝；约0.05％至约0.15％的碳；约0.01％至约0.03％的镧；至多约3％的铁；至多约5％的钴；至多约0.5％的铌；至多约0.1％的钛；至多约0.015％的硼；和余量的镍；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约20％至约23％的铬；约8％至约10％的钼；约3.15％至约4.15％的铌和钽；至多约5％的铁；至多约0.1％的碳；至多约0.5％的锰；至多约0.5％的硅；至多约0.015％的磷；至多约0.015％的硫；至多约0.4％的铝；至多约0.4％的钛；至多约1％的钴；和余量的镍；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约14％至约16％的镍；约19％至约21％的铬；约8％至约10％的钨；约4.0％至约4.8％的铝；约0.1％至约0.3％的钛；约2％至约4％的钽；约0.25％至约0.45％的碳；约0.5％至约1.5％的铪；约0.35％至约0.55％的钇；和余量的钴；和其各组合。

技术方案7：根据技术方案1所述的方法，其中所述基材包括材料组合物，所述基材的表面基本上由所述基材的材料组合物组成，并且所述金属合金的粉末直接激光焊接到所述基材的表面。

技术方案8：根据技术方案1所述的方法，其中所述基材包括选自以下的材料组合物：钢；低碳钢；超合金；镍基超合金；钴基超合金；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约9％至约10.5％的铬；约7％至约8％的钴；约3.7％至约4.7％的铝；约3％至约4％的钛；约1％至约2％的钼；约5％至约7％的钨；约4.3％至约5.3％的钽；约0.3％至约0.7％的铌；约0.1％至约0.2％的铪；和余量的镍；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约13.5％至约14.5％的铬；约9％至约10％的钴；约3.3％至约4.3％的钨；约4.4％至约5.4％的钛；约2.5％至约3.5％的铝；约0.05％至约0.15％的铁；约2.3％至约3.3％的钽；约1.1％至约2.1％的钼；约0.05％至约0.15％的碳；和余量的镍；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约22.5％至约24.5％的铬；约18％至约20％的钴；约1.5％至约2.5％的钨；约0.3％至约1.3％的铌；约1.8％至约2.8％的钛；约0.7％至约1.7％的铝；约0.5％至约1.5％的钽；约0.15％至约0.35％的硅；约0.05％至约0.15％的锰；和

余量的镍；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约17％至约21％的铬；约50％至约55％的镍和钴；约4.75％至约5.5％的铌和钽；约2.8％至约3.3％的钼；约0.65％至约1.15％的钛；约0.2％至约0.8％的铝；至多约1％的钴；至多约0.08％的碳；至多约0.35％的锰；至多约0.35％的硅；至多约0.015％的磷；至多约0.015％的硫；至多约0.006％的硼；至多约0.3％的铜；和余量的铁；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约5.4％至约5.7％的铝；约8％至约8.5％的铬；约9％至约9.5％的钴；约9.3％至约9.7％的钨；约0.05％至约0.15％的锰；约0.15％至约0.35％的硅；约0.06％至约0.09％的碳；和余量的镍；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约7％至约8％的钴；约6％至约8％的铬；约5.5％至约7.5％的钽；约5.2％至约7.2％的铝；约4％至约6％的钨；约2.5％至约3.5％的铼；约1％至约2％的钼；约0.1％至约0.2％的铪；和余量的镍；合金组合物，所述合金组合物包括按重量计：约7.9％至约8.9％的铬；约9％至约10％的钴；约5％至约6％的铝；约0.5％至约0.9％的钛；约9％至约10％的钨；约0.3％至约0.7％的钼；约2.5％至约3.5％的钽；约1％至约2％的铪；和余量的镍；和其各组合。

技术方案9：根据技术方案1所述的方法，其中所述激光能量密度为约11.5kj/cm2至约20.3kj/cm2。

技术方案10：根据技术方案1所述的方法，其中所述粉末以约4g/分钟至约6g/分钟的流速施加。

技术方案11：根据技术方案10所述的方法，其中所述流速为约4.8g/分钟至约5.2g/分钟。

技术方案12：根据技术方案1所述的方法，其中形成所述包覆层基本上由施加所述金属合金的单层组成，并且所述包覆层厚度约为所述焊缝高度。

技术方案13：根据技术方案1所述的方法，其中形成所述包覆层包括通过将所述金属合金的粉末激光焊接到所述基材的表面，来将所述金属合金的第一层施加到所述基材的表面，然后通过将所述金属合金的粉末激光焊接到所述金属合金的第一层，来将所述金属合金的第二层施加至所述金属合金的第一层，使得所述包覆层厚度大于所述焊缝高度。

技术方案14：根据技术方案13所述的方法，其中形成所述包覆层还包括通过将所述金属合金的粉末激光焊接到先前施加的所述金属合金层，来序贯地施加所述金属合金的至少一个另外层。

技术方案15：根据技术方案1所述的方法，其中所述包覆层厚度为约0.02英寸至约0.15英寸。

技术方案16：根据技术方案15所述的方法，其中所述包覆层厚度为约0.07英寸至约0.1英寸。

技术方案17：根据技术方案1所述的方法，其中所述包覆层厚度为至少约0.2英寸。

本发明的其它特征和优点将因结合附图获得的优选实施例的以下更详细描述而变得明显，所述附图通过实例说明本发明的原理。

附图说明

图1是根据本公开内容的实施例，在包覆层形成期间的制品形成的透视图。

图2是根据本公开内容的实施例，在包覆层形成之后，图1的制品的透视图。

图3是根据本公开内容的实施例，在包覆层的多个子层的第二子层施加期间，图1和2的制品形成的透视图。

图4是根据本公开内容的实施例，图1的包覆层形成的焊接路径的平面示意图。

图5是根据本公开内容的实施例，遵循图1–4的替代焊接路径，具有包覆层的制品的透视图。

图6是根据本公开内容的实施例，图5的替代焊接路径的平面示意图。

图7是根据本发明的实施例，图2中形成的制品的横截面视图，其中所述基材包括表面材料的表面层。

图8是根据本公开内容的实施例，图2中形成的制品的横截面视图，其中所述基材的表面具有与基材本身相同的组成。

在可能的情况下，将在所有附图中使用相同附图标记来表示相同部分。

具体实施方式

提供了用于形成制品的示例性方法，用于形成涡轮叶片的方法和涡轮叶片。与不利用本说明书公开的一个或多个特征的制品和方法相比，本公开内容的实施例降低了成本，增加了工艺控制，增加了工艺效率，增加了工艺速度，增加了可重复性，增加了包覆层厚度范围，降低了凹槽叶顶组成复杂性，降低或消除了裂纹发生，或其组合。

如本说明书使用的，“gtd111”指包括按重量计的以下组成的合金：约13.5％至约14.5％的铬、约9％至约10％的钴、约3.3％至约4.3％的钨、约4.4％至约5.4％的钛、约2.5％至约3.5％的铝、约0.05％至约0.15％的铁、约2.3％至约3.3％的钽、约1.1％至约2.1％的钼、约0.05％至约0.15％的碳、以及余量的镍。gtd111可从generalelectriccompany,1riverroad,schenectady,ny12345获得。

如本说明书使用的，“gtd222”指包括按重量计的以下组成的合金：约22.5％至约24.5％的铬、约18％至约20％的钴、约1.5％至约2.5％的钨、约0.3％至约1.3％的铌(niobium)、约1.8％至约2.8％的钛、约0.7％至约1.7％的铝、约0.5％至约1.5％的钽、约0.15％至约0.35％的硅、约0.05％至约0.15％的锰、以及余量的镍。gtd222可从generalelectriccompany,1riverroad,schenectady,ny12345获得。

如本说明书使用的，“haynes214”指包括按重量计的以下组成的合金：约15％至约17％的铬、约4％至约5％的铝、约2％至约4％的铁、约0.002％至约0.04％的钇、至多约0.5％的锰、至多约0.2％的硅、至多约0.1％的锆、至多约0.05％的碳、至多约0.5％的钨、至多约2％的钴、至多约0.15％的铌、至多约0.5％的钛、至多约0.5％的钼、至多约0.01％的硼、以及余量的镍。haynes214可从h.c.starck,45industrialplace,newton,massachusetts02461-1951获得。

如本说明书使用的，“haynes230”指包括按重量计的以下组成的合金：约21％至约23％的铬、约13％至约15％的钨、约1％至约3％的钼、约0.25％至约0.75％锰、约0.2％至约0.6％的硅、约0.1％至约0.5％的铝、约0.05％至约0.15％的碳、约0.01％至约0.03％的镧、至多约3％的铁、至多约5％的钴、至多约0.5％的铌、至多约0.1％的钛、至多约0.015％的硼、以及余量的镍。haynes230可从haynesinternational,1020w.parkavenue,kokomo,indiana,46904-9013获得。

如本说明书使用的，“inconel625”指包括按重量计的以下组成的合金：约20％至约23％的铬、约8％至约10％的钼、约3.15％至约4.15％的铌和钽、至多约5％的铁、至多约0.1％的碳、至多约0.5％的锰、至多约0.5％的硅、至多约0.015％的磷、至多约0.015％的硫、至多约0.4％的铝、至多约0.4％的钛、至多约1％的钴、以及余量的镍。inconel625可从specialmetalscorporation,3200riversidedrive,huntington,westvirginia25720获得。

如本说明书使用的，“inconel718”指包括按重量计的以下组成的合金：约17％至约21％的铬、约50％至约55％的镍和钴、约4.75％至约5.5％的铌和钽、约2.8％至约3.3％的钼、约0.65％至约1.15％的钛、约0.2％至约0.8％的铝、至多约1％的钴、至多约0.08％的碳、至多约0.35％的锰、至多约0.35％的硅、至多约0.015％的磷(phosphorous)、至多约0.015％的硫、至多约0.006％的硼、至多约0.3％的铜、以及余量的铁。inconel718可从specialmetalscorporation,3200riversidedrive,huntington,westvirginia25720获得。

如本说明书使用的，“mar-m-247”指包括按重量计的以下组成的合金：约5.4％至约5.7％的铝、约8％至约8.5％的铬、约9％至约9.5％的钴、约9.3％至约9.7％的钨、约0.05％至约0.15％的锰、约0.15％至约0.35％的硅、约0.06％至约0.09％的碳、以及余量的镍。mar-m-247可从metaltekinternational,905e.st.paulavenue,waukesha,wisconsin53188获得。

如本说明书使用的，“merl72”指包括按重量计的以下组成的合金：约14％至约16％的镍、约19％至约21％的铬、约8％至约10％的钨、约4.0％至约4.8％的铝、约0.1％至约0.3％的钛、约2％至约4％的钽、约0.25％至约0.45％的碳、约0.5％至约1.5％的铪、约0.35％至约0.55％的钇、以及余量的钴。merl72可从polymetcorporation,7397unioncentreboulevard,westchester,ohio,45014获得。

如本说明书使用的，“rené108”指包括按重量计的以下组成的合金：约7.9％至约8.9％的铬、约9％至约10％的钴、约5％至约6％的铝、约0.5％至约0.9％的钛、约9％至约10％的钨、约0.3％至约0.7％的钼、约2.5％至约3.5％的钽、约1％至约2％的铪、以及余量的镍。rené108以该名称商购可得。

如本说明书使用的，“renén4”指包括按重量计的以下组成的合金：约9％至约10.5％的铬、约7％至约8％的钴、约3.7％至约4.7％的铝、约3％至约4％的钛、约1％至约2％的钼、约5％至约7％的钨、约4.3％至约5.3％的钽、约0.3％至约0.7％的铌、约0.1％至约0.2％的铪、以及余量的镍。renén4以该名称商购可得。

如本说明书使用的，“renén5”指包括按重量计的以下组成的合金：约7％至约8％的钴、约6％至约8％的铬、约5.5％至约7.5％的钽、约5.2％至约7.2％的铝、约4％至约6％的钨、约2.5％至约3.5％的铼(rhenium)、约1％至约2％的钼、约0.1％至约0.2％的铪、以及余量的镍。renén5以该名称商购可得。

参考图1–6，在一个实施例中，用于形成制品200的方法包括沿着焊接路径400将金属合金120的粉末104激光焊接到基材100的表面102，形成具有焊缝宽度108和焊缝高度110的金属合金120的焊缝106。焊接路径400沿着焊接方向112扩展，形成设置在具有包覆层厚度204的表面102上的金属合金120的包覆层202。焊接路径400相对于参考线122基本上不平行地振荡，建立比焊缝宽度108更宽的包覆宽度114。焊缝106沿着每次振荡(alongeachoscillation)接触自身，使得包覆层202是连续的。包覆层202基本上没有裂纹。在一个进一步实施例中，无需钨极气体保护电弧焊形成包覆层202。

参考线122可为任何合适的线，包括但不限于焊接方向112、基材100的弦线、基材100的中心线或其组合。

如本说明书使用的，相对于参考线122“基本上不平行地”振荡的焊接路径400指示在焊接路径400的每个转弯(eachturn)之间，焊接路径400以相对于参考线122不平行的角度前进，除了在其中参考线122围绕曲线前进的实施例中之外，可存在沿着曲线的点，在该点处在焊接路径400的每个转弯之间的焊接路径400与参考线122平行。如本说明书使用的，“不平行”表示1°至179°之间、可替代地在约30°至约150°之间、可替代地在约60°至约120°之间的角度。

在一个实施例中，焊接路径400基本上垂直于参考线122振荡。如本说明书使用的，“基本上垂直”指示在焊接路径400的每个转弯之间，焊接路径400以小于约15°变化、可替代地小于约10°变化、可替代地小于约5°变化的角度前进，除了在其中焊接方向112围绕曲线前进的实施例中之外，焊接路径400的基本上垂直的振荡可为在沿着曲线的点处倾斜或甚至垂直于焊接方向112。

在一个实施例中(图1–4)，在焊接路径400的每个转弯之间的振荡焊接路径400的对齐是基本上恒定的，在每次振荡时变化小于约15°、可替代地小于大约10°、可替代地小于约5°、可替代地小于约1°。在另一个实施例中(图5和6)，在焊接路径400的每个转弯之间的振荡焊接路径400的对齐在该点处基本上维持垂直于焊接方向112。

如本说明书使用的，包覆层202是“连续的”指示沿着焊接路径400在焊缝106的振荡之间不存在间隙，但允许焊接路径400可有意地布置以建立没有包覆层202的省略区域208。

如本说明书使用的，“基本上”没有裂纹指示任何裂纹在最大尺寸上小于约0.03英寸、可替代地在最大尺寸上小于约0.02英寸、可替代地在最大尺寸上小于约0.01英寸。

粉末104可以任何合适的流速施加，包括但不限于，以约3g/分钟至约9g/分钟、可替代地约4g/分钟至约8g/分钟、可替代地约3g/分钟至约5g/分钟、可替代地约4g/分钟至约6g/分钟、可替代地约5g/分钟至约7g/分钟、可替代地约6g/分钟至约8g/分钟、可替代地约4.8g/分钟至约5.2g/分钟的流速。流速与粉末104的捕获率有关。通过激光焊接捕获的粉末104越多，粉末104的流速可越低。相反，粉末104的捕获率越低，粉末104的流速应该越高以补偿。

在一个实施例中，粉末104以下述捕获速率设置(捕获以形成焊缝106)：约40g/in³至约265g/in³、可替代地约44g/in³至约244g/in³、可替代地约60g/in³至约200g/in³、可替代地约65g/in³至约175g/in³、可替代地约70g/in³至约150g/in³、可替代地约75g/in³至约137g/in³、可替代地约40g/in³至约90g/in³、可替代地约65g/in³至约115g/in³、可替代地约90g/in³至约140g/in³、可替代地约115g/in³至约165g/in³、可替代地约140g/in³至约190g/in³、可替代地约165g/in³至约215g/in³、可替代地约190g/in³至约240g/in³、可替代地约215g/in³至约265g/in³。

在一个实施例中，金属合金120是htw合金。合适的htw合金包括但不限于haynes214。在一个实施例中，金属合金120包括haynes214。在一个进一步实施例中，金属合金120基本上由haynes214组成。如本说明书使用的，“基本上由……组成”指示只要与合金在制品中的性能相关的合金性质，包括但不限于熔融温度、抗氧化性、延展性和强度没有负面和实质性的影响，杂质的包括、氧化污染物的存在和组成中的变化就是容许的。在又一个进一步实施例中，合金由haynes214组成。

激光焊接可包括任何合适的激光能量密度，并且可用任何合适的激光焊接器械116来执行。在一个实施例中，激光焊接包括赋予至少约11kj/cm²的激光能量密度的激光焊接器械116。在一个进一步实施例中，激光能量密度为约11.5kj/cm²至约20.3kj/cm²、可替代地约15kj/cm²至约20.3kj/cm²。激光焊接器械116可发射任何合适的束直径，包括但不限于以下束直径：约0.01英寸至约0.2英寸、可替代地约0.02英寸至约0.1英寸、可替代地约0.03英寸至约0.08英寸、可替代地约0.04英寸至约0.07英寸、可替代地约0.04英寸至约0.06英寸、可替代地约0.045英寸至约0.065英寸、可替代地约0.05英寸至约0.7英寸、可替代地约0.05英寸、可替代地约0.55英寸、可替代地约0.06英寸。激光焊接器械116的能量分布可包括任何合适的分布，包括但不限于顶帽和高斯(tophatandgaussian)。在一个实施例(示出)中，当激光和粉末104被导向表面102时，激光焊接器械116发射与粉末104大致同轴的激光。在另一个实施例(未示出)中，当激光和粉末104被导向表面102时，激光焊接器械116发射与粉末104离轴(off-axis)的激光。

沿着焊接路径400将金属合金120的粉末104激光焊接到基材的表面102可包括任何合适的焊接速度，包括但不限于以下焊接速度：约5ipm至约20ipm、可替代地约5ipm至约15ipm、可替代地约7.5ipm至约17.5ipm、可替代地约10ipm至约20ipm、可替代地约5ipm至约10ipm、可替代地约7.5ipm至约12.5ipm、可替代地约10ipm至约15ipm、可替代地约12.5ipm至约17.5ipm、可替代地约15ipm至约20ipm。

基材100可为任何合适的物体，包括但不限于涡轮部件。合适的涡轮部件包括但不限于涡轮热气路部件、涡轮叶片118、涡轮喷嘴、涡轮护罩、涡轮燃烧器、涡轮燃烧衬套、涡轮过渡件及其组合。在一个实施例中(示出)，基材100是涡轮叶片118，制品200是包括凹槽叶顶206的涡轮叶片118，并且包覆层202形成凹槽叶顶206的至少一部分。其它实施例(未示出)包括但不限于，其中基材100是涡轮叶片118，并且包覆层202形成天使翼的至少一部分，其中基材100是涡轮叶片118，并且包覆层202形成后缘402的至少一部分，其中基材100是涡轮喷嘴，并且包覆层202形成喷嘴边缘的至少一部分，并且其中基材100包括比基材100的剩余部分经受更高氧化的窄或尖锐特征，并且包覆层202形成窄或尖锐特征的末端(extremity)。

参考图7和8，在一个实施例中(图7)，基材100的表面102包括在组成上与基材100的材料组合物(amaterialcomposition)704不同的表面材料702的表面层700。表面材料可包括任何合适的合金组合物，包括但不限于haynes230、inconel625、merl72或其组合。在另一个实施例中(图8)，基材100的表面102基本上由以下组成、可替代地由以下组成：基材100的材料组合物704，并且金属合金120的粉末104直接焊接到基材100的表面102。

基材100的材料组合物704可包括任何合适的组合物、包括但不限于钢、低碳钢、超合金、镍基超合金、钴基超合金、gtd111、gtd222、inconel718、mar-m-247、renén4、renén5、rené108或其组合。

再次参考图4和6，在一个实施例中，焊接路径400在涡轮叶片118的后缘402处开始，行进越过后缘402的后缘宽度404，然后沿着吸力侧408和压力侧410之一围绕涡轮叶片118的周边406前进，通过前缘412，并且沿着吸力侧408和压力侧410中的另一个返回，直到返回到后缘402。

参考图1、2、5和7，在一个实施例中，形成包覆层202基本上由施加金属合金120的单层组成，并且包覆层厚度204约为焊缝高度110。如本说明书使用的，“基本上由……组成”指示包覆层202本身由金属合金120的单层形成，但允许对包覆层202施加另外和组成上不同的涂层，并且可将精加工技术施加于包覆层202，包括但不限于机械加工包覆层202以实现净形状，其可减少包覆层厚度204。

包覆层厚度204可为任何合适的厚度，包括但不限于约0.02英寸至约0.15英寸、可替代地约0.04英寸至约0.13英寸、可替代地约0.07英寸至约0.1英寸、可替代地约0.02英寸至约0.5英寸、可替代地约0.04英寸至约0.07英寸、可替代地约0.06英寸至约0.09英寸、可替代地约0.08英寸至约0.11英寸、可替代地约0.1英寸至约0.13英寸、可替代地约0.12英寸至约0.15英寸。

参考图1–3和8，在另一个实施例中，形成包覆层202包括通过将金属合金120的粉末104激光焊接到基材100的表面102，来将金属合金120的第一层300施加到基材100的表面102，然后通过将金属合金120的粉末104激光焊接到金属合金120的第一层300，来将金属合金120的第二层302施加到金属合金120的第一层300，使得包覆层厚度204大于焊缝高度110。

形成包覆层202还可包括通过将金属合金120的粉末104激光焊接到先前施加的金属合金120层，来序贯地(sequentially)施加金属合金120的至少一个另外层(未示出)。

通过施加金属合金120的至少第一层300和第二层302来形成包覆层202可形成大于焊缝106的最大焊缝高度110的包覆层厚度204。在一个实施例中，包覆层厚度204为至少约0.2英寸、可替代地至少约0.3英寸、可替代地至少约0.4英寸、可替代地至少约0.5英寸、可替代地至少约0.6英寸、可替代地至少约0.7英寸、可替代地至少约0.8英寸、可替代地至少约0.9英寸、可替代地至少约1英寸、可替代地约0.2英寸至约0.8英寸、可替代地约0.3英寸至约0.7英寸、可替代地约0.2英寸至约0.4英寸、可替代地约0.3英寸至约0.5英寸、可替代地约0.4英寸至约0.6英寸、可替代地约0.5英寸至约0.7英寸、可替代地约0.6英寸至约0.8英寸。

虽然已参考优选实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员应理解，在不脱离本发明范围的情况下可以进行各种改变并且其多种元素可以由多种等效物代替。另外，在不脱离本发明实质范围的情况下，根据本发明的教示可作出许多修改以适应特定的情况或材料。因此，本发明希望不限于作为实现本发明构思到的最佳方式而公开的特定实施例，本发明还将包括属于所附权利要求书范围内的所有实施例。