Crack repair of single crystal turbine blades using laser cladding technology
Abstract
The formation of cracks in single crystal (SX) turbine blades is a common problem for aero-engines. To repair racks, which are located under the tip-area, a new method is to clad with single-crystal-technology. This technology use multi-layer cladding to replace the single crystal material. To regenerate cracked material it is necessary to remove the crack affected material. The used notch geometries to remove the crack- affected area must be weldable and also permit the material solidification in the same oriented plane as the original microstructure. To solidify in the original structure a thermal gradient has to be introduced in order to guide the grain growth. This required gradient can be established by inductive heating. To reduce the thermal effected zone, a laser source is used. In addition, it is also an efficient process to fill the notch. Also the small local heat input and controlled material supply support the epitaxial growth. However, there are requirements to achieve a SX structure without cracks and pores. Current achievements and further challenges are presented in this paper
Keywords: turbine blade repair; laser cladding; single crystalline
ترمیم ترک پره های توربین تک کریستالی با استفاده از تکنولوژی روکش لیزری
چکیده
ایجاد ترک در پره های توربین تک کریستالی (SX) مسئله ای رایج در موتورهای هواپیما ها است. برای ترمیم ترکهای زیر نوک بال هواپیما، از روش جدید تکنولوژی روکش کاری تک کریستال استفاده می شود. این تکنولوژی از روکش چند لایه جهت جایگزینی مواد تک کریستال استفاده می کند. برای بازسازی قسمت ترک خورده، لازم است مواد زائد را از قسمت ترک حذف کنیم. ماده مورد استفاده جهت ترمیم ترک باید قابلیت جوشکاری را داشته باشد و از نظر استحکام و ساختار باید مانند قطعه اصلی باشد.جهت افزایش استحکام در ساختار اصلی ، گرادیان حرارتی ، به منظور هدایت افزایش بلور ها استفاده شود. گرادیان حرارتی موردنیاز باید از طریق هدایت گرمایی ایجاد شود. جهت کاهش اثرات حرارت بر ناحیه ترک خورده ، از یک لیزر استفاده شده است. به علاوه ، یک فرآیند کارامد جهت ترمیم شکاف بکار گرفته شد. همچنین از دمای ورودی کم و مواد کنترل شده جهت رشد اپیتاکسیال (همبافته) استفاده گردید. با این حال الزاماتی جهت دستیابی به ساختاری بدون ترک و بدون حفره SX وجود دارد. دستاوردهای کنونی و چالش های بعدی (آینده) دراین تحقیق ارائه شده اند.
کلمات کلیدی: ترمیم پره توربین، روکش کاری لیزری، تک کریستال
ترمیم ترک پره های توربین تک کریستالی با استفاده از تکنولوژی روکش لیزری ( مقاله انگلیسی همراه با ترجمه)
