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激光測試儀維修
1激光再制造技術(shù)
在航空維修領(lǐng)域，激光再制造將激光焊接與熔覆兩項技術(shù)作為基礎(chǔ),，以激光為主要熱源,，并結(jié)合計算機與制造技術(shù),，對結(jié)構(gòu)件上的不同損傷部位予以修復,。其中,，激光焊接主要在薄壁結(jié)構(gòu)中使用，而激光熔覆主要在實體結(jié)構(gòu)中使用,。長時間以來,，航空維修都使用TIG與MIG兩項焊接技術(shù)，尤其是對航空葉片進行的維修,。這樣存在很實際問題,，比如，對待維修處理葉片提出了很多要求與限制,，很多葉片無法使用這些焊接技術(shù)進行維修,，或在維修時因為熱損傷、變形與開裂導致葉片直接報廢,，或因為修復過程中受到高溫作用導致性能大幅降低,，使葉片的使用壽命被大幅縮短，降低可靠性,。另外,，采用這種焊接技術(shù)進行維修時，工作效率相對較低,，表面成形質(zhì)量很差,，且加工工藝復雜，很難控制,。
激光再制造的出現(xiàn)和應(yīng)用為航空維修領(lǐng)域提供了新的思想與方法,。因其整個過程都能實現(xiàn)自動化，且不會產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力,，基本沒有變形,，可以對可焊性相對較差的材料進行維修。因其凝固與冷卻速度都很快,，所以無論是維修區(qū)還是熱影響區(qū),，均能長時間保持相對較高的韌性及強度，進而獲得滿意的成果[1],。
2在鋁合金構(gòu)件中的運用
對于鋁合金構(gòu)件,，當在含鹽霧、含塵和含水條件下使用時,，可能產(chǎn)生腐蝕損傷現(xiàn)象,，比如發(fā)動機的螺旋槳葉，其腐蝕損傷程度相對嚴重,，隨時可能提前退出使用,，導致飛機整體完好率明顯降低,，引起不同程度的損失。對此,，可借助激光熔覆技術(shù)對其進行修復,，以恢復構(gòu)件具有的性能。
界面上激光熔池大部分熱量都由基體進行傳導,，這一部位的溫度梯度可以達到大,，在熔池凝固時界面部位往往開始結(jié)晶。因溫度梯度和界面保持垂直,，所以這一部位晶體的具體生長方向是和界面相垂直,。在界面上形成了晶核之后,，枝晶將沿著逆向不斷向熔池當中繼續(xù)生長,，在晶軸和界面相斜交的部分生長至一定程度之后，將會因為相鄰晶粒的影響而無法繼續(xù)生長,，此時只剩下與界面相垂直的晶?？梢韵蛞后w金屬方向生長，終得到柱體形狀的晶組織,。伴隨晶體前沿不斷向熔池內(nèi)的推進,，溫度梯度將明顯降低，使結(jié)晶的速度不斷增加,，減小晶粒的尺寸,，表現(xiàn)出一定多向趨勢[2]。
對采用激光再制造技術(shù)修復完成的試樣和標準試樣實施疲勞對比試驗可知,，采用激光熔鑄技術(shù)修復完成的試樣,，其疲勞性能比標準試樣明顯下降，其原因為在熔鑄層當中存在缺陷,，可能由此產(chǎn)生裂紋,，處在熔鑄層底的部分晶體粒子表現(xiàn)出明顯應(yīng)力開裂趨勢。另外,，由于熔鑄后有殘余拉應(yīng)力存在,，所以會使裂紋產(chǎn)生和擴展都被明顯加速。
3在轉(zhuǎn)子葉片中的運用
對于轉(zhuǎn)子葉片,，它在航空發(fā)動機中是一個重要零部件,，因其屬于轉(zhuǎn)動速度較高的動部件，且數(shù)量較多,、體型單薄,、載荷較大、所處環(huán)境復雜,，所以往往有很高的故障發(fā)生率,。使轉(zhuǎn)子葉片失效損壞的原因包括疲勞破壞、腐蝕與磨損等。借助NiCrMoNb合金與二氧化碳熔覆技術(shù)修復基體表面,，修復完成后經(jīng)試驗可知失效葉片具有的耐磨性能比新品要高[3],。
修復后，熔覆區(qū)和基體之間有良好結(jié)合,，整條結(jié)合帶保持平滑,，無裂紋，基體和熔覆層之間的浸潤性良好,。在相鄰的兩個搭接部位有良好結(jié)合,，整個過渡區(qū)均保持平滑。在結(jié)合帶上有一個白亮帶,，是一個厚度很小的晶組織,，帶寬在10-20μm范圍內(nèi)。對于熔覆層晶離,，其形狀主要有三種,，分別為網(wǎng)狀、柱狀與枝狀,。在熔覆層中與結(jié)合帶相靠近的晶例,，一般是尺寸相對較大的柱狀晶組織。對柱狀晶而言,，其晶軸和熔合線之間基本保持垂直,，寬度在8-12μm范圍內(nèi)，而軸向長度在50-60μm范圍內(nèi),。在遠離結(jié)合帶一段距離后,，與熔覆層表層相靠近的晶粒是尺寸較小的枝狀晶，還可以見到網(wǎng)狀晶不斷增多,。對枝狀晶而言,，其寬度在4-6μm范圍內(nèi)，長度在20-30μm范圍內(nèi),。熔覆區(qū)外層的晶格以網(wǎng)狀為主[4],。
在磨損量方面，基體比熔覆層高很多,。對熔覆層而言,，其磨損量只有基體1/2左右。其主要原因在于熔覆層的顯微組織更加細小和致密,。采用激光熔覆技術(shù)時,，鐵、鉻,、鉬等將完成奧氏體固溶強化;鋁等金屬將產(chǎn)生沉淀強化,。此時熔覆層的表面并非硬度為大的部位,，當與結(jié)合帶之間的距離減小時，硬度將明顯提高,。硬度的峰值產(chǎn)生在與結(jié)合帶邊緣相靠近的部位,，具體的硬度值為450Hv。
4結(jié)語
綜上所述,，激光再制造的出現(xiàn)與應(yīng)用能為航空維修領(lǐng)域提供新方法與新途徑,，這項技術(shù)可以在不同的航空材料中廣泛應(yīng)用，確保航空維修得以順利其可靠的進行,。另外,，這項技術(shù)的應(yīng)用還能增強零件自身表面性能，從而提高再制造這項技術(shù)的經(jīng)濟效益,。伴隨激光再制造不斷成熟,，技術(shù)本身的功能與性能都將得到不斷的完善和提高，這將為技術(shù)在航空裝備維修領(lǐng)域的進一步應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ),。目前,，國外航空維修領(lǐng)域?qū)@項技術(shù)的實際應(yīng)用引起了高度關(guān)注。在這種情況下,，我國也需要度其引起足夠的重視，根據(jù)具體情況制定與現(xiàn)有裝備相適應(yīng)的技術(shù)體系,。