利用成层堆焊方法制造部件的制作方法

专利名称：利用成层堆焊方法制造部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及部件制造，尤其涉及利用受控的分支层的堆焊方法来制造部件。
改进制造技术和材料是提高产品性能并降低成本的关键。作为一个例子，工艺和材料经常不断地相互改进已导致了飞机燃气轮机性能的较大提高。
飞机燃气轮机或喷气发动机借助轴流式压气机吸入并压缩空气，将该压缩空气和燃料混合，燃烧该混合物，并经驱动该压气机的轴流式燃气轮机排出该燃烧产物。该压气机包括一轮盘，许多叶片从其圆周上延伸。该轮盘在一根轴上迅速转动，曲面的叶片从而有点像电扇那样吸入并压缩空气。
在目前的制造实践中，该压气机是通过整体锻造该压气机轮盘来制造的，在其圆周上有许多槽。该压气机叶片各自被铸成或锻成具有称为“燕尾”的根部形状，它们和该轮盘中的槽相匹配。装配是将叶片的燕尾部分滑移到轮盘槽内来完成的。如果某个叶片并不完全适合、运转时发生故障或受损，将装配程序反向进行来拆下该叶片并准备一新的叶片，它能迅速被更换。
新近，有人建议将叶片和轮盘一起整体制造成称为“blisk”的系统(将blade和disk组成一新字blisk-代理人注)，这种blisk制造方法提供了通过降低重量来提高性能的潜力。这种产品能被铸造或锻造成一个大轮盘，在周边有附加的金属。然后，将这些附加金属加工成叶片，它和所述轮盘整体相连。该最终产品制造昂贵，因为它要求广泛的高精度加工作业。即使一个叶片的加工误差也可导致整个blisk的故障和刮伤。
就这种制造方法来说blisk受伤叶片部分的更换或修理是个困难问题。如果在运转期间，譬如说，由于吸入了外面杂质而使叶片的全部或一部分折断，则该blisk变得不平衡。要用不引起性能降低的方式来修理受损叶片的方法，据知目前还没有。因此，需要这样一种方法。在blisk制造中采用这种方法来降低成本，这是人们所希望的。本发明满足这一要求，并且还提供了有关的效益。
本发明提供了一种适于制造和修理产品以及产品的一部分，诸如blisk的叶片的工艺方法。该工艺方法除了具有和另一部件整体制造的额外的益处外，还能生产一种在性能上能与铸造或锻造的产品相比的产品。如果利用该工艺方法来修理一个早先用同样方法制造的受损的产品，则被修产品和原先的实际上并无区别。该工艺方法可以极好地控制简单和复杂的形状及轮廓，还允许产品成份渐变。这种成份变化的控制反过来又为设计者提供机会来设计一种具有适于不同区域性能要求的特殊性能产品。
按照本发明，适于制造产品的工艺方法包括沿产品第一横断面的翼型和宽度堆焊第一焊道材料的若干步骤;沿产品的第二横断面的翼型、位置和宽度，以第一焊道为基准堆焊第二焊道材料，重叠于第一焊道材料，第二横断面取在和第一横断面间隔为第一焊道厚度的位置上;在许多堆焊步骤中，重复第二焊道的堆焊步骤，每一连续的焊道按产品的下一横断面的翼型、位置和宽度，以前一堆焊焊道为基准，所述产品的下一横断面取在和上一横断面间隔为上一堆焊焊道厚度的位置上。
在另一个实施例中，用另一种方法叙述，制造产品的工艺方法包括将产品特征化成许多平行断面的步骤，每一断面有一翼型和位置，并且每一断面自相邻断面处被位移一焊道材料厚度;堆焊一系列焊道材料，相互重叠，每一焊道具有相当于在特征步骤中所规定的相应断面的翼型和位置。
按照本发明优先的特殊应用，制造和压气机轮盘成整体的压气机叶片的工艺方法包括提供在其周围具有一基质表面的压气机轮盘的若干步骤;堆焊第一焊道材料于基质表面，该焊道具有邻近压气机轮盘的压气机叶片的翼型和位置;堆焊一系列焊道材料，每一焊道重叠于上一堆焊焊道，且每一焊道具有压气机叶片对应部位的翼型和位置。如果叶片的断面厚于单个焊道，则可以堆焊二个或多个并排的焊道构成一层，然后更多的焊道组重叠堆焊于该层，形成随后的若干层。
许多产品可被分解成为若干相互平行的断面或切片的组合件，通过规定每一断面的翼型即它的形状和尺寸，以及每一断面的位置，即它和相邻断面的相互关系，就单值地确定了该产品。各断面的翼型借助于焊道的堆焊材料，能可控形成，其中焊道一般是依靠相对于热源移动基层而形成的拉长的堆焊。情况既然如此，就可以用这样的方法来制造产品按某一断面翼型形状堆焊一焊道(若需要，堆焊几道并排的焊道)，而后把堆焊装置向上抬高该焊道高度，随后堆焊另一焊道，它具有所需要的下一断面的翼型和相对于前一堆焊焊道的位置。该过程按制成产品的需要重复许多次。
例如，某种压气机叶片宽度比较窄，处于1/8吋量级，是激光焊接装置容易堆焊的一种焊道宽度。每一断面是用激光焊接装置的单焊道堆焊的。一当该焊道焊成，该焊头被向上抬高该焊道高度，一般约为0.015吋，而下一断面按单个激光焊接焊道堆焊。在每一焊道堆焊期间，激光焊接堆焊装置熔化上一堆焊焊道(在第一焊道情况下是基质)的上部，并经其粉末供应装置添加更多的材料形成重叠的焊道。重叠焊道的新添加材料和前一堆焊焊道的熔化部分部分地相互混合和固化在一起，保证了整个焊道有一连续的强固的组织。
可以借助于该方法来制成许多种形状和断面轮廓。实心的形状可通过一个叠在另一个上堆焊焊道的方法来得到。增加宽度可通过在各层中并排地堆焊几排焊道、然后在该层以上增加更多的焊道来获得。厚度变化的部件可通过改变某层中的焊道数来获得。中空的翼型叶片或其它的中空形状可通过沿其外壁形状堆焊焊道、然后一个在另一个上堆焊其它的焊道来制成。具有内部结构的中空断面，诸如冷却通道，是通过在各断面上添加内翼肋和类似物来制成的。实际上，任何形状都能被定义为是一系列焊道的集合，因而本发明的方法具有制造这些多种形状的通用性。一般的飞机发动机应用包括压气机叶片、燃气轮机叶片、螺旋浆叶片、壳体和箱体，后者为方形、矩形或不规则的横断面。
用本发明制成的优先部件，即压气机叶片，一般具有复杂的翼型形状，包括二维曲率。在各焊道堆焊期间，使部件沿某一曲线路径相对于焊接堆焊头移动，该移动是通过移动该部件达到的，或通过移动焊道堆焊装置达到的，或通过移动两者达到的，就可容易地把一维曲率引入该产品。另一维曲率通过侧向移动各断面离上一断面一小量来引入。
堆焊的控制是通过将诸如图上的叶片或由更为传统的诸如机加工方法准备的部件的产品形状加以数字特征化来完成的。一旦该部件的形状被数字特征化后，利用现有的数控计算机程序把该部件的移动(堆焊头移动也一样)编成程序，以获得在各焊道堆焊期间关于该部件位移及焊道间侧向位移的指令图象。所获得的产品十分精确地再现了数字特征化的形状，包括翼型或类似物的复杂的曲率。
激光焊接技术把粉末供料熔化并将熔化了的材料喷于某一表面上。该方法是可控的，并产生了能再现的高精度的结果。在用本方法制造产品过程中，所供粉末的成份在整个产品上可保持不变。或者也可以使所供粉末的成份在任一焊道内或在连续的焊道之间有意改变，在整个产品上产生可控的成份变化。例如，在一压气机叶片内，靠近叶根处可采用坚韧的合金，而靠近叶尖处采用的硬的耐磨合金。
为了修理产品，只须重复一部分先前编制的堆焊特征化程序。例如，若一压气机叶片在近中部处折断，只须在相应于最靠近剩余的未损断面的叶片上磨削一平面，然后重复计算机控制的叶片剩余部分的堆焊。经修复的叶片实际上和原先制造的叶片没有区别，因为它用同样的方法制成，并具有同样的形控翼型。经修复的部位在抛光后从显微照片上觉察不到熔合界线，也看不到和叶根部位的不连续性，因为二者是用在制造该叶片时所采用的同样方法焊接在一起的。
采用本发明的方法可用各种材料堆焊。例如，可以堆焊钛合金、镍合金、钴合金、铁合金、陶瓷和塑料。
本发明使制造技术前进了重大的一步。复杂的部件可和另一部件一起整体制造，在经机加后，用显微照相术觉察不到有熔合界线。就产品的形状和其局部成份两者来说，有极大的适应性。采用在原先制造时同样的工艺程序，用计算机控制堆焊，有利于修理。本发明其它的特点和优点用于连同附图对下列优先实施例进行的更详细的叙述而会明显，它通过例子阐明本发明的原理。
附图简述

图1是整体压气机轮盘的叶片，即blisk的透视图;
图2是图1叶片部分的放大透视图;
图3是图2叶片的正视图;
图4是图2叶片的顶视图;
图5是在图3中所示的4个有代表性的焊道A、B、C和D的概略表示;
图6是用以实施本发明工艺方法的激光焊接装置的正视图。
本发明优先实施于制造或修理跟压气机轮盘成整体的压气机叶片的工艺过程中，不过本发明并不仅限于此。参照图1，一压气机轮盘10和许多压气机叶片12的整体组合构成了一个叶片/轮盘组合件，即blisk14。该轮盘部分10为一般的园柱形轮盘，其周围有一轮缘16。若干叶片12在边缘16处以正确的位置和方法连接于轮盘部分，当blisk14转动时，吸入和压缩空气(在图1中出于清楚起见，在轮盘部分的周围仅画出少量叶片12。通常有许多间距更小的叶片)。
图2更加详细地表示了叶片部分12。叶片部分12整体连接于轮缘16。即叶片不是作为单件制造然后连接于轮缘上的。叶片和轮缘16在结构上是整体的，从轮缘16到叶片12形成一种连续的组织。
叶片12通常是按照对空气压缩的最佳方式的详细计算所确定的一种复杂的翼型。燃气轮机的轴流式压气机通常包括许多级压气机，每一叶片部分的精确形状和尺寸在各级之间是不一样的。然而，一般说来，叶片部分12沿二个方向弯曲。即，如果由轮盘10的半径18和轮缘16的圆周切线20构成一个直角坐标系，则至少叶片12的某些部分相对于各自的半径18和切线20弯曲。此外，叶片的弦长和曲率并不是到处都一样的，横跨机翼的翼展和沿其长度，其曲率通常是变化的，并且，沿其长度弦是变化的。用传统的加工、锻造或铸造来制造这种复杂的曲面形状要求仔细而且造价高。
叶片部分12的结构特点在于经叶片12所取的断面线垂直于径向18。在图3中以增加的半径距离表出了4个示例性的断面A、B、C和D。叶片12的复杂的曲率也可从图4的顶视图中看出。
图5表示用抽象的概念表示了断面线A、B、C和D的图形和相对位置，不考虑它们和叶片12的相互关系。叶片在断面A处的形状如图形A所示那样，叶片在断面B处的形状如图形B所示那样，依此类推。在本方法中，叶片12是通过沿图形A堆焊第一焊道金属、重叠于第一焊道沿图形B堆焊第二焊道金属以及以此类推的方法来制造的。在断面A处的叶片的厚度通常大于断面B处的叶片的厚度，因为增加宽度的圆角过渡部分通常在靠近叶根或底部形成。因此，例如，靠近基层，叶片可做成4个焊道宽，往上一层可做成3个焊道宽，再上一层2个焊道宽，随后的一层一个焊道宽。在不同层或断面处的叶片厚度可通过改变各层中焊道的数目来得到可控的变化。
叶片的形状(正如和其厚度不同)是通过改变焊道的形状和翼型来变化的。沿翼型B的焊道形状和沿翼型A的焊道形状不同，从图5的翼型A和B的不同曲率可明显看出。曲率也可通过从底层先前堆焊的焊道处偏移一焊道来可控地变化。例如翼型B从翼型A处被侧向偏移了一位移22，该位移随着沿焊道的位置而变化。也就是说，翼型B不仅有不同的形状，而且相对翼型A有不同的间隔位置。因此，沿着翼型B的焊道不直接重叠于沿翼型A的焊道，而是稍微偏移到一个不同的位置。该偏移还可沿该翼型长度相对于该叶片形成一弯曲状的形状。虽然，所示的偏移可能显得比较大，然而，应当想到在附图中所示翼型A和B为了图示的目的乃取自相当分隔的断面。实际上，二相邻焊道间的位移H是小的，一般约为0.015吋，并完全处于保持叶片22连续性的极限内。
为了制造叶片12，叶片形状的特点首先在于采用一系列断面的方法。即各断面的翼型和位置或根据图计算或根据事先准备好的部件仔细记录的。对于每一断面，其必要的数据资料用二种方法中的一种可以得到。在相对定位方法中，必须知道(1)断面的翼型，即沿翼型线(诸如B)各点的坐标和(2)该断面相对于前一断面的位置(诸如在翼型B和A之间用逐点算法得到的偏移22)。也可以用一种绝对的定位法，它必须知道焊道材料各堆焊点相对于某些外部参照系统的位置。在任一情况中，在总体上构成叶片三维形状的数据资料很容易地被确定并以用于数控金属加工机械的方式储存。
在叶片或其它产品的详细形状被确定后，金属焊道以重叠的方式堆焊，以再现储存的数据形式。必须采用产生完全确定的焊道，还能可控地仿照所要求的数据形式的装置。业已研究了一种激光焊接装置以满足这些要求，下面会详细描述。然而，本发明却不包括该装置本身，而代之以涉及一种应用的方法。
更具体地说，第一焊道24沿翼型A作为底层堆焊在轮缘16上。充足的热量传导到轮缘16上，以使基层材料的某些表面熔化，并且当焊道24的材料到达该基层材料时被显著的熔化。这些被熔化的材料相互混合并且很快地固化。第一焊道24由此熔合到轮缘16上，随即形成一个整体的焊道带。在显微照相术上看不到或检测不到焊接界线或分层。在最终机加工和抛光后，对于所有的实用场合，第一焊道24和轮缘16是完全一体的。假如轮缘16和第一焊道24的材料成份不同，则在熔合区内这些成份会有某些相互混合。
在形成第一焊道24的焊道完成后，堆焊装置进行第二焊道以堆焊第二焊道26。在第二焊道中，该装置从断面A向上沿下一个断面的翼型，该断面翼型通常会有稍微不同的翼型(曲率)、位置和长度，并且可能被侧向偏移，这些参数先前业已被确定，并被储存起来。表征叶片12形状的各断面间的距离通常取为大约是由堆焊装置堆焊的焊道的高度H，它取决于装置类型，被堆焊的材料、偏移率和其它因素，但对于激光焊接一般大约为0.015吋。当第二焊道26堆焊于其上时，第一焊道24被局部熔合。从而第二焊道26按上述第一焊道24和基质熔化、再形成完全的整体组织的同样方式熔合于底层的第一焊道24。
堆焊叠加焊道的程序一直重复到叶片12的整个高度形成为止。通过仿照事先确定的翼型堆积焊道，叶片被高精度地复制。由于连续的叶片记录不完善所造成的叶片表面任何粗糙不平，能被研磨和抛光掉，完成整体叶片制造。
本方法除了上面指出的多方面的适应性和整体结构外还提供一些重大的优点。供给堆焊装置中的材料沿任一焊道的长度或在连续的焊道之间能被改变，以改变其不同区域之间的产品的成份。由于被堆焊的材料成份，如同形状那样，能被数控，就有可能形成特殊成份的区域以达到特殊的目的。例如，靠近叶片12底部的部份(即断面A)可制成强度高和有韧性的，而靠近叶片12顶部的部分(即断面D)可做成硬的且抗磨的。最多承受气动热加热的部分可给予特殊的成份。此外，该叶片的金相组织不同于由任何其它方法制造的叶片金相组织，它有一种连续地再熔的结构。
叶片12在使用中受损后的修理用本方法也是方便的。例如，如果叶片12的叶尖沿图3中以数码28表示的锯齿形线被折断，通过把叶片12磨削重回到已不存在损坏的断面来进行修理。这样的断面可能是断面C。然后按照如同用此法最初制造叶片完全一样的方式进行叠加于断面C的新叶尖的堆焊。由于能保持叶片的数字特征的可能，新叶尖能被堆焊成和原来的受损叶尖一样。如果这种改进因为其它叶片没有得到同样改进而不会改变blisk14的性能的话，任何改进了的特征，诸如一种新的改进了的机翼形状或不同材料成份都能被包括在内。在任何情况下，由于随后的焊道熔合或熔化，被修复的叶片沿其长度会保持完全整体，且没有显著削弱的平面。
已知有许多不同的堆焊金属和其它基质的焊道的技术。有些产生扩散喷雾，而这种技术一般不能用于本发明的实践。业已发现，一种用以实施本发明的特别满意的装置是激光焊接装置，其中一激光光束熔化被激光束对准的表面上的区域，最终分割的增补材料被输送到熔化区以增加称作“焊道”的新堆焊材料。通过沿受控路线移动该部件，形成一种仔细确定和成形的焊道。
一种在实施本发明中有用的用于进行受控激光焊接的焊接堆焊装置38图示于图6中。该装置在美国专利US-4，730，093中被作了极详尽的描述，在这里，它的公开是作为对比文件而引入的。然而，本发明的实施并不限于这种特殊装置的应用。
装置38包括一个以40概括表示的密封粉末槽，为了把粉末湿度控制在某个低值，它受加热线圈42加热。其中包括的还有一气体进入口44，一种诸如氩的优先干惰性气体，以箭头46表示，经该口被引入，以使槽40内的粉末48保持在压力状态而有助于粉末输送。与该粉末槽相连的一个机械容积式粉末输送机构，诸如一种市场上能买到的粉末输送轮50。例如，用于本发明的一种装置形式中的这种型号是一种改进了的MetcoL型粉末输送轮。
轮50的下游是一个振动器，诸如气动振动器50，它与导管54相连，以限制在导管54中移动的粉末颗粒相互粘结到导管54壁上。导管54端接一引导粉末的水冷粉末输送喷头56，借助于加压惰性气体被加速成一稳定流，例如，向着叶片12上的基质或先前堆焊的焊道。业已发现激光束的反射能导致流经喷头56的粉末堵塞。因此，这种喷头，最好至少具有由某种材料，如高度反射所用激光波长的紫铜或铝制成的咀部，受液体，如水，冷却，以避免上述问题，并加速成稳定的粉末流。这种稳定的粉末流是由于下列综合应用所引起的被保持在低温度状态下的粉末，在规定的惰性气体压力下，由机械容积式粉末输送机构和粉末松动器及受冷却的喷头一起供料，粉末经喷头通向在激光光束照射点内的产品表面。
可以设想，如果希望的话，可以有一些相类外形的附加导管56，在粉末供应点外围成间隔配置。由若干导管54供应的粉末流要配置得使其会聚在工件表面上。
装置38包括一束发射具有光束轴62的光束60的激光58。激光58具有足以完成其熔合功能的功率输出。本发明的一个能进行作业的实施方案已采用了一个5瓩二氧化碳激光器来制造压气机叶片，但按需要可采用大的或小的激光器。光束60有一聚焦平面64，处于焊道要被堆焊于其上的表面66下面，以便在表面66上形成尺寸一般在0.005～0.2吋范围内的光束点68。尽管这些尺寸被再次说明，然而不受限制。该激光能量通常应用大约103～106瓦/厘米2的功率密度来熔化和光束点68相重合的材料区。
堆焊材料的焊道依靠把粉末经导管54供给在光束点68处的熔化区来堆焊的。粉末由喷口56供给，喷咀和产品表面最好成大约35°～60°夹角，并且更好的是处在大约40°～55°范围内。大于约60°角对喷头和粉末来说要避免和激光束过早的相互作用是很困难的，而小于约35°角对输送粉末同时使激光束会聚在产品表面上所希望的部位是困难的。由于在激光束点和承放被铺粉末的产品之间产生相对侧向移动，会产生熔融的相互作用区的顺次的熔化、冷却和固化，形成了一焊道。
叶片12和轮缘16作为其中部件的blisk14被支承在一个可移动的支架80上，它沿二个方向移动叶片12，X方向70(和-X方向)及Y方向71(从图6所在平面出来，以及-Y方向，从图6所在平面进入)。通过控制支架80的X和Y方向合成移动，同时保持导管54和激光58高度不变，具有为叶片12的特定断面所要求的翼型的完全确定的焊道便堆焊成了。
导管54的激光器58被刚性地支承在装置支架82上。该支架82能沿Z方向84(和-Z方向)移动，以升高或降低导管54和激光器58。借助于支架80和82，激光器58和导管54在所有三个方向上可相对于叶片12移动。通过控制支架80的X和Y方向的合成移动，同时保持导管54和激光器58高度Z不变，具有为叶片12的特定断面所要求的翼型的完全确定的焊道便堆焊成了。(同样地，X、Y和Z的相对合成移动可通过沿X和Y方向移动支架82，沿Z方向移动支架80，或任何其它类似的合成移动来满足)。
在焊道(如第一焊道24)完成时，装置38向上增长，以把导管54和激光束58提高到一般选定是焊道高度或厚度的H量。这样，另一焊道(如第二焊道26)可被重叠堆焊于第一焊道上。图6图示了在第一焊道24已完成而第二焊道26处于部分堆焊阶段的该堆焊工艺过程。当第二焊道26被堆焊时，第一焊道24的上部被重新熔化，保证了二焊道24和26的混合和组织连续性。
为说明本发明的几个应用方面，下面介绍几个例子，然而在任何方面都不应被看成是对本发明的限制。
例1，上述的装置已被采用来制造和基体成整体的压气机叶片。3瓩CO2激光束聚焦在直径为0.356厘米的光点上，从而达到每平方厘米30瓩的功率密度。具有在图1～5中所示的一般形状的双曲面压气机叶片被堆焊成了。该叶片的长度约3吋。每一焊道的高度约0.015吋。制造叶片需求总数为200的焊道，当粉末被堆焊时，用相对于激光束每分钟50吋的基质线性移动率。被堆焊的合金是钛-6Al-4V，供给导管的为-35/+230目粉末，以大约每分钟10克的供料速度，基质是钛-6Al-4V。堆焊期间叶片和周围区域处于氩气内。
例2，除了被堆焊的合金是因康镍(Inconel)718合金、基质是因康镍(Inconel)718合金以及移动率为每分钟80吋外，其余同例1。
例3，除了基质是Rene95合金外，其余同例2。
这样，本发明提供了一种用于制造和修理产品的高度通用的方法。尽管结合特例和实施例对本发明已作了描述，凡熟悉本技术的人会明白，在不背离由附加的权利要求书所规定的本发明的精神和范围的情况下，可以作出各种变更。
权利要求
1.一种制造产品的工艺方法，包括下列工艺步骤沿产品第一横断面的翼型和宽度把某材料堆焊成第一焊道；按产品第二横断面的翼型、位置和宽度以第一焊道为基准堆焊第二焊道，材料重叠于所述第一焊道材料，第二横断面取在和第一横断面间隔为第一焊道厚度的位置上；在许多堆焊步骤中重复堆焊第二焊道的步骤，按产品下一横断面的翼型、位置和宽度以上一堆焊焊道为基准堆焊每一连接的焊道，所述下一横断面取在和所述上一横断面间隔为上一堆焊焊道厚度的位置上，直到整个产品完成。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述产品是呈曲面的。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于至少在一种情况下，在连续的焊道中采用不同的材料。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于该产品是一种压气机叶片。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于在连续的焊道堆焊期间，上一焊道部份被熔化，从而在二焊道之间形成一焊接熔合面。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于堆焊步骤是由激光焊接完成的。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于每一焊道堆焊到上一焊道上的角度是不变的。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于用于焊道的一种材料是从组成钛合金、镍合金、钴合金、铁合金、陶瓷或塑料组中选定的。
9.一种按权利要求1所述的工艺方法制备的产品。
10.一种制造产品的工艺方法，包括下列步骤将该产品看成许多平行的断面，每一断面具有某一翼型和位置，并且每一断面从相邻的断面处被偏移一焊道的材料厚度;一条按一条地堆焊焊道材料，彼此重叠，每一焊道具有某一翼型和位置，它们和在特征步骤中被确定的相应断面的翼型和位置相符合。
11.按权利要求10所述的方法，其特征在于堆焊的步骤是受计算机控制的，在特征步骤中被确定的许多平行断面的翼型和位置被储存在计算机内。
12.按权利要求10所述的方法，其特征在于该产品是双曲面的。
13.按权利要求10所述的方法，其特征在于至少在一种情况下，在连续的焊道中采用不同的材料。
14.按权利要求10所述的方法，其特征在于该产品是和压气机轮盘整体焊接在一起的压气机叶片。
15.按权利要求10所述的方法，其特征在于在随后的焊道堆焊期间，前一焊道部分被熔化，在二焊道间形成一焊接熔化区。
16.按权利要求10所述的方法，其特征在于堆焊步骤是由激光焊接完成的。
17.按权利要求10所述的方法，其特征在于用于焊道的一种材料是从组成钛合金、镍合金、钴合金、铁合金组中选定的。
18.一种按权利要求10所述的工艺方法制备的产品。
19.一种制造和压气机轮盘成整体的压气机叶片的工艺方法，包括下列步骤提供一压气机轮盘，在其周边有一基质面;将材料的第一焊道堆焊在所述表面上，该焊道具有邻近该压气机叶片的翼型和位置;一条接一条地堆焊某一材料的焊道，每一焊道重叠于前一堆焊焊道上，每一焊道具有压气机叶片相应部分的翼型和位置。
20.按权利要求19所述的方法，其特征在于用于该焊道的材料是从组成钛合金、镍合金、钴合金和铁合金组中选定的。
21.按权利要求19所述的方法，其特征在于在堆焊上一焊道时，上一焊道部分被熔化，在二焊道间形成一焊接熔合区。
22.按权利要求19所述的方法，其特征在于堆焊的步骤是由激光焊接完成的。
23.一种按权利要求19所述的方法制备的产品。
全文摘要
用堆焊一系列重叠的焊道材料来制造部件，焊道的翼型和位置规定了所希望的部件的相应断面的正确特征。形状的确定是通过把该部件特征化成具有焊道厚度的一系列断面或切片完成的，并把计算机控制的堆焊焊道编成程序来堆焊一系列具有相应和位置的焊道。堆焊最好用精确的激光焊接。极容形制备具有和锻造或铸造材料相比拟性质的复杂形状。用于连续焊道的材料可以改变，制成一种成份渐次变化的部件。使各种部位有特殊的性质。
文档编号F01D5/30GK1044777SQ8910940
公开日1990年8月22日 申请日期1989年12月20日 优先权日1989年2月8日
发明者万农·戴维·普拉特, 韦尔伯·道格拉斯, 艾力克·詹姆斯·惠特尼 申请人:通用电气公司