Technologia naprawy części odrzutowego silnika lotniczego

• Autorzy: Klimpel A. , Burda M. , Rzeźnikiewicz A. , Janicki D. , Lisiecki A.

Warianty tytułu

EN

Regeneration of aircraft turbine engine parts by modern techniques of surfacing and alloying

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aircraft jet engine parts are working in very complex environment under very strong mechanical dynamic loads, erosion and friction wear and high temperatures. Due to very strict rules of maintenance of jet engines all parts are subjected precise quality control and defects are detected two options are used; worn parts are scraped and replaced by new one or repair process is employed. Because o' very high cost of jet engines spare parts and high quality repair process many jet engines maintenance companies decide to repair worn parts by application of modern laser welding and cladding technology. The aim of this study was regeneration of the RD-33 engine jet flaps used m MlG 29 fighters. Examined jet flaps are a welded constructions of forged WT-20 titanium alloy elements. Work under rugged conditions such as elevated temperatures, corrosion environment, variable load and friction of cooperating metal parts leads to intensive wear of reinforcing ribs and handles. Research on the development of technological condition of the jet flaps regeneration was carried out on a stand equipped with high-power diode laser HPDL Rofin Sinar DL020 and plasma 2001 DC GAP Detailed studies showed that regeneration by welding requires additional materials providing improved wear resistance of metal-metal type, relative to the base material - WT-20 titanium alloy. In order to evaluate the abrasive wear resistance, regenerated parts were tested according to ASTM G 99-95a "Standard test method for wear testing with a Pin-on-Disk Apparatus”. It was found that abrasive wear resistance of 50%Ti+50%WC cermet deposits is significantly higher compared to WT-20 titanium alloy base material.

PL

Lotnicze silniki odrzutowe pracują w warunkach losowo zmiennych obciążeń dynamicznych w wysokich temperaturach i jednoczesnym oddziaływaniu zjawisk zużycia ściernego i erozji. Z uwagi na tak szczególne warunki pracy lotniczych silników odrzutowych, bez względu na rzeczywisty stan zużycia silnika, zgodnie z odpowiednimi przepisami Producenta, silniki te muszą być poddawane okresowym przeglądom i remontom. Bardzo wysoki koszt części, a jednocześnie coraz wyższy poziom jakości nowoczesnych spawalniczych technologii naprawczych sprawia, że światowy przemysł lotniczy coraz powszechniej stosuje do naprawy zużytych części silników lotniczych technologie spawania i napawania. Celem pracy naprawa uchwytów klapy dużej biernej odrzutowego silnika lotniczego samolotu MIG 29. Klapy duże bierne wykonane są ze stopu tytanu WT-20. Praca w wysokich temperaturach przy losowo zmiennych obciążeniach dynamicznych i jednoczesnym oddziaływaniu tarcia metal - metal sprawia, że następuje intensywne zużycie ścierne uchwytów mocujących. Badania procesu napawania i stopowania prowadzono na stanowisku wyposażonym w laser HPDL oraz na zautomatyzowanym stanowisku plazmowym, materiałami dodatkowymi zapewniającymi zwiększoną odporność na zużycie ścierne typu metal-metal, w stosunku do materiału podłoża. Wykonano również badania odporności na zużycie ścierne typu metal-metal zgodnie z normą ASTM G99-95a. Wyniki badań tribologicznych wykazały, że warstwa napawana laserowo z dodatkiem proszku 50%Ti-50%WC spełnia najlepsze warunki i jest prawie 124 razy bardziej odporna na zużycie ścierne typu metal-metal niż powierzchnia nieutwardzona.

Słowa kluczowe

EN

jet engines; repair; welding; laser surfacing; tribological studies

PL

silniki odrzutowe; naprawa; spawanie; napawanie laserowe; badania tribologiczne

• Wydawca: Wydawnictwo HMR-TRANS Sp. z o.o.
• Czasopismo: Spajanie Materiałów Konstrukcyjnych
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 2 (12)
• Strony: 38--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Klimpel A.

• Katedra Spawalnictwa, Politechnika Śląska

autor

Burda M.

• Katedra Spawalnictwa, Politechnika Śląska

autor

Rzeźnikiewicz A.

• Katedra Spawalnictwa, Politechnika Śląska

autor

Janicki D.

• Katedra Spawalnictwa, Politechnika Śląska

autor

Lisiecki A.

• Katedra Spawalnictwa, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Lütjering G., Williams J.:Titanium, Springer, 2007.
• [2] Donachie M.: Titanium a Technical Guide, ASM International, 2000.
• [3] Moiseyev A.: Titanium Alloys: Russian Aircraft and Aerospace Applications, Fridlyander J. N., Eskin D. G.: Advances in Metallic Alloys, Taylor & Francis Group, Vol. V, 2006.
• [4] Leyens Ch., Peters M.: Titanium and Titanium Alloys: Fundamentals and Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH, 2005.
• [5] Bonek M., Dobrzański L., Hajduczek E., Klimpel A.: Laser of modification of surface layer properties of a hot-work tool steel, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. XIV, 2006.
• [6] Klimpel A., Dobrzański L., Lisiecki A., Janicki D.: The study of the technology of laser and plasma surfacing of engine valves face made of X40CrSiMo10-2 steel using cobalt-based powders, J. Mater. Process. Technol., Vol. 175, 2006.
• [7] Nowotny S., Scharek S., Beyer E., Richter K.: Laser beam Build-Up Welding: Precision in Repair, Surface Cladding, and Direct 3D Metal Deposition, Journal of Thermal Spray Technology, Vol. 16, 2007.
• [8] Nowotny S., Scharek S., Schmidt A.: Advanced Laser Technology Applied to Cladding and Buildup, Welding Journal, Vol. V, 2007.
• [9] Lei M., Zhu X., Xu K., Xu B.: Microstructure and Tribological Properties of Layer Deposited by Micro-Plasma Arc Welding on Worn Gear, Key Engineering Materials, Vol. 373-374, 2008.
• [10] Klimpel A., Olejnik A., Janicki D., Lisiecki A.: Investigations of technology of repair laser welding of exhaust flaps of jet engine made of nickel superalloy, Przegląd Spawalnictwa, Vol. 12, 2009.
• [11] Lawrence J.: A high power diode laser-based technique for the bonding of composite patches to aluminium alloys on various military aircraft, J. Laser Appl., Vol. 18, 2006.
• [12] Klimpel A., Dobrzański L.: Laser powder surfacing of the Si-Mo spheroidal cast iron with nickel powder, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol. 17, 2006.