航空发动机叶片焊接修复技术的研究现状及展望*

卓义民，陈远航，杨春利

（哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨 150001）

在航空发动机中，涡轮及风扇/压气机转子叶片由于长期处于离心载荷、热应力及腐蚀等恶劣环境下，使用性能要求极高，被列为航空发动机制造中最核心的部件之一，它的制造占据了整个发动机制造30%以上的工作量[1–3]。长期处于恶劣复杂的工作环境，转子叶片容易出现裂纹、叶尖磨损、断裂损伤等缺陷，而修复叶片的成本仅为制造整体叶片的20%，因此开展航空发动机叶片修复技术的研究，有利于延长叶片使用寿命，降低制造成本，具有巨大经济效益。

航空发动机叶片修复及再制造主要包括以下4个步骤[4]：叶片预处理（包括叶片清理[5]、三维检测以及几何重构[6–7]等）；材料沉积（包括利用先进焊接与连接技术完成缺失材料的填充堆积[8–10]、恢复性能热处理[11–13]等）；叶片整修（包括磨削、抛光等机加工手段[14]）；修复后处理（包括表面涂层[15–16]及强化处理[17]等），如图1所示。其中材料沉积是保证叶片修复后力学性能的关键。航空发动机叶片主要构成及材料如图2所示，针对不同材料及不同的缺陷形式，相应的修复方法研究是实现损伤叶片高质量修复及再制造的基础。本文以镍基高温合金涡轮叶片和钛合金风扇/压气机叶片为对象，论述、分析了现阶段不同航空发动机叶片损伤类型采用的修复方法及关键技术，并对其优缺点进行阐述。

镍基高温合金涡轮叶片修复方法

镍基高温合金涡轮叶片长期工作在高温燃气和复杂应力的环境中，叶片常出现疲劳热裂纹、小面积表面损伤（叶尖磨损及腐蚀损伤）以及疲劳断裂等缺陷。……