1.2 Описание метода совершенствования базового технологического процесса.

Применение электродуговой наплавки не удовлетворяет современным технико-экономическим требованиям, поэтому принято решение модернизировать существующую технологию при помощи изменения способа наплавки на импульсную лазерную наплавку. Импульсная лазерная наплавка характеризуется минимальными тепловложениями в наплавляемую деталь, что открывает возможность сохранения геометрических размеров в поле допуска, а также увеличивает ресурс работы деталей за счет повышения качества наплавленного слоя.

Технология восстановления изношенных лопаток турбин способом импульсной лазерной наплавки позволяет в значительной мере устранить недостатки, присущие традиционным технологиям ремонта лопаток и получить значительный экономический эффект за счет снижения трудоёмкости ремонта и повышения ресурса работы лопаток.

Лазерная наплавка позволяет[15]:

1. Значительно снизить объём выполнения механической обработки лопаток после наплавки, так как припуски на последующую после наплавки механическую обработку не превышают нескольких сотен микрометров и практически находится в геометрическом поле допуска после наплавки.

2. Устранить технологические операции термообработки перед наплавкой и после наплавки лопаток, так как зона термического влияния минимальна. 3. Формировать в наплавленном слое мелкодисперсные структуры, обеспечивающие повышенную износостойкость поверхностного слоя лопатки до уровня новых и выше.

4. Увеличить зоны ремонта лопаток вследствие минимальных зон термического влияния, по сравнению с электродуговой наплавкой с 1/3 по высоте до 100%, то есть до зоны крепления лопаток.

Основные преимущества импульсной лазерной наплавки проволокой по сравнению с электродуговой наплавкой штучными электродами приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Преимущества лазерной наплавки по сравнению с электродуговой[15]

Электродуговая наплавка штучными электродами	Лазерная наплавка	Преимущества лазерной наплавки
		Исключается применение подогрева или термообработки, как перед наплавкой, так и после наплавки.
		Отсутствие подрезов Величина припуска на последующую механическую обработку после наплавки значительно меньше (С₂<C₁ в 2…3 раза, В₂<В₁ в 0,5…2 раза).
		Меньше зона термического влияния (К₂<К₁ в 10100 раз). Твёрдость наплавленного слоя на уровне твёрдости основного материала.

1.3 Обоснование выбора материала изделия.

Анализ условий, в которых работают лопатки обуславливает следующие требования к материалу сопловых лопаток турбин:

1. Высокая жаропрочность, т.е. сохранение высоких показателей прочности при высокой рабочей температуре;

2. Высокая пластичность, необходимая для равномерного распределения напряжений по всей площади поперечного сечения лопатки; хорошая сопротивляемость местным напряжениям;

3. Высокая усталостная прочность (выносливость);

4. Высокий декремент затухания;

4. Стабильность структуры, обеспечивающая неизменность механических свойств во время эксплуатации турбин;

5. Высокая сопротивляемость окислению и окалинообразованию при высоких температурах;

6. Высокая сопротивляемость эрозии.

В качестве материала лопаток первых ступеней используют литейные сплавы на никелевой основе, имеющие особые преимущества по сравнению со сплавами на базе других элементов VIII группы периодической системы Менделеева — отсутствие полиморфизма, относительно высокая кислотостойкость, жаростойкость и жаропрочность.

Для лопаток, работающих при температурах свыше 650 до 8000 С, используются жаропрочные металлические сплавы на никелевой основе. Среди них ЖС6К, ЭИ929ВД, ЭИ893, ХН70ВМТЮ, ХН80ТБЮ и др.

Для данной работы используем лопатки турбин из сплава ХН70ВМТЮ по ГОСТ 5632-72. Назначение сплава – лопатки, роторы, диски газовых турбин, работающих при температуре .