硬币抛进飞机发动机,万一损坏了怎么修?

来源:中国激光    关键词:激光熔覆, 九州体育, 飞机发动机,    发布时间:2018-11-14

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 从昨天到今天
一条新闻在朋友圈炸了锅
浦东机场一位老年旅客
向飞机发动机投掷了一把硬币
导致飞机无法正常起飞
 
 
网上发布了友情提醒:硬币如果被吸到发动机核心部门,很可能会与发动机高速转动的叶片发生碰撞,极易导致发动机喘震、失速,甚至停车!
 
但很多人都忽略了一些细节:被“折腾”的发动机叶片很容易产生裂纹,这不仅是安全隐患,裂纹的修复工作也是一大难题。
由于航空发动机叶片修复技术具有巨大的军事价值和经济利益,许多国家和地区纷纷涉足。目前,美国等国已成功掌握了航空发动机叶片裂纹的激光修复技术,我国主要采用的是激光熔覆技术。
 
什么是激光熔覆技术?
激光熔覆技术是20世纪80年代开始研究并迅速发展起来的一种金属表面强化的先进工艺。其原理是利用高能、高速激光束辐射喂送涂层粉末,并与基体表面一薄层快速同时熔化,光束移开后自激冷却,使粒子与机体形成冶金结合的表面涂层。其特点是熔覆层具有较高的结合力、硬度,较低的孔隙率,良好的抗腐蚀性和组织稳定性,同时其生产效率高。
 
激光熔覆技术有哪些优点?
与真空钎焊、真空涂层焊、钨极惰性气体保护焊(TIG)等方法修复叶片裂纹相比,激光熔覆是超快速加热和超快速冷却的过程,具有对基材的热输入量少、热影响区小、熔覆层组织细小和易于实现自动化等优点。目前,激光熔覆技术已成为国际发达国家首选的航空发动机涡轮叶片修复技术。
 
 
 
  预置式激光熔覆(左)与同步式激光熔覆(右)原理图
(图片来源于航空制造网)
 
激光熔覆技术如何修复裂纹?
发动机涡轮叶片在使用过程中,受到较大的气动力与不稳定的脉动负荷,处于高温燃气中,冷热变化大,温度不均匀,对于反复承受热冲击产生热疲劳的叶片,主要修复方法便是采用与基体同种材质的粉末,通过激光熔覆,使叶片具备均匀的细晶组织,以改善其性能。
 
激光熔覆技术修复的涡轮叶片(图片来源于航空制造网)
 
而镍基合金粉末适用于要求局部耐磨、耐热腐蚀及抗热疲劳的构件,其修复工艺过程大致如下:
 
1、修复前对叶片进行检测,可采用无损探伤的方法,以检测叶片裂纹的具体位置、形状、大小等,判断是否具有修复价值;
2、对叶片表面进行超声波清洗;
3、清洗裂纹,完全去除叶片裂纹处的氧化膜和污垢,使熔覆金属粉末能润湿叶片裂纹表面,与基体金属冶金结合。针对此类氧化膜,目前国际上常用的去除方法主要有氟化物反应去除法和机械方法去除法;
 
4、应用激光熔覆修复系统对叶片裂纹进行激光熔覆修复,即将激光束照射在裂纹处,同时送粉器不断送粉(修复焊料金属粉末),利用激光束的高能量,不断熔化修复焊料粉末和叶片基体材料,使修复焊料和叶片基体紧紧结合在一起,从而达到修复目的;
 
5、应用机械方法对修复后的叶片裂纹表面进行修整,使其达到表面质量要求;
6、恢复叶片表面原保护系统;
 
7、对修复件进行质量检测。
 
激光熔覆技术有哪些应用?
由于激光熔覆技术能够在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,即降低成本,节约贵重稀有金属材料,因此,这是一种经济效益很高的技术, 可以广泛应用于机械制造与维修、汽车制造、纺织机械、航海与航天和石油化工等领域。
 
然而,激光熔覆层的开裂敏感性,仍然是困扰国内外研究者的一个难题,也是工程应用及产业化的障碍,虽然众多专家已经对裂纹的形成进行了研究,但控制方法方面还不成熟。