TC17 鈦合金激光熔覆熔池實時監測算法研究*

李子帆，蔡振華，劉 琦，牛少鵬，鄧春明，于子琳

（1.武漢理工大學自動化學院，武漢 430070；2.中國航空制造技術研究院高能束流加工技術重點實驗室，北京 100024；3.高能束流增量制造技術與裝備北京市重點實驗室，北京 100024；4.增材制造航空科技重點實驗室，北京 100024；5.廣東省科學院新材料研究所，廣州 510651；6.武漢理工大學信息學院，武漢 430070）

航空發動機壓氣機葉片作為發動機的核心零件，承擔著壓縮空氣為燃燒室提供高壓空氣的重要工作。在飛機服役的過程中，葉片長時間工作在高速、高強度的極端工作環境。隨著航空發動機推重比不斷提高，壓氣機部位承受的壓力提升，直接增加了葉片發生變形、裂紋甚至斷裂的幾率[1]。因此為了保證發動機的正常運轉，需要定期對葉片進行檢查，對受損葉片進行更換或修復。TC17 鈦合金最高工作溫度為427 ℃，具有強度高、韌性好等特點，廣泛應用于航空發動機壓氣機核心組件[2]。統計數據顯示，全新葉片在經過3500 h 工作后需要進行檢查，葉片更換的成本為葉片修補的5 倍，而修補后的葉片可以繼續工作3000 h，因此修復受損葉片是一種更具經濟效益的方法[3]。

目前主要的航空零件表面修復方式有氬弧焊、激光熔覆、電子束焊、線性摩擦焊等[4]。氬弧焊成形精度較低、熱影響區大，難以滿足航空發動機葉片的型面精度和高強度要求。激光熔覆技術通過小激光光斑準確控制熱輸入，適用于修復各類結構復雜的零件，具有組織致密、形變小、柔性好，以及便于集成等特點，是航空發動機葉片高質量、高效率修復的趨勢之一[5]。……