Study on Repair Process of Corrosion Pits in Aircraft Engine Guide Vane Inner Ring Using Laser Cladding Technology

WU Qian; YANG Liudong; HU Xingyan

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2026.07.17

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Study on Repair Process of Corrosion Pits in Aircraft Engine Guide Vane Inner Ring Using Laser Cladding Technology
Vol. 56, Issue 7, Pages: 127-133(2026)
Received：14 March 2026，

Revised：2026-05-13，

Published：20 July 2026
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.07.17
稿件说明：

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吴谦，杨留东，胡兴燕.基于激光熔覆技术的航空发动机导向器内环腐蚀坑修复工艺研究［J］.电焊机，2026，56（7）：127-133. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.07.17.

WU Qian, YANG Liudong, HU Xingyan.Study on Repair Process of Corrosion Pits in Aircraft Engine Guide Vane Inner Ring Using Laser Cladding Technology[J].Electric Welding Machine, 2026, 56(7): 127-133. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.07.17.

摘要

针对航空发动机导向器内环腐蚀坑修复难题，提出了一种基于激光熔覆技术的精密增材修复方法。以GH3625镍基高温合金粉末为修复材料，实现对GH4033基体腐蚀坑的高质量修复。修复流程包括机加预处理、激光熔覆沉积、消应力热处理及无损检测与力学性能评价。在激光功率650 W、扫描速率0.01 m/s、搭接率50%等优化参数下，修复接头室温抗拉强度为1 040~1 076 MPa，达母材修复标准的152%~157%；断后伸长率21.0%~21.5%，断面收缩率26%~29%，均远超标准要求的85%下限。高温700 ℃抗拉强度826~846 MPa，达标准的142%~145%。热影响区宽度≤1.5 mm，修复区无裂纹、未熔合等缺陷，各项指标满足HB/Z 20074—2018要求。工业验证中涂层粘接强度实测44.2~45.2 MPa，不低于37 MPa的标准门槛，验证了该工艺在导向器内环修复中的可行性。

Abstract

A precision additive repair method based on laser cladding technology was proposed to address the corrosion pit damage in the inner ring of aircraft engine guide vanes. Using GH3625 nickel-based superalloy powder as the repair material

high-quality repair of corrosion pits in the GH4033 substrate was achieved. The repair procedure included machining pre-treatment

laser cladding deposition

stress relief heat treatment

and non-destructive testing together with mechanical property evaluation. Under the optimized parameters of laser power 650 W

scanning speed 0.01 m/s

and overlap rate 50%

the room-temperature tensile strength of the repaired joint was 1 040-1 076 MPa

reaching 152%-157% of the substrate repair standard; the elongation after fracture was 21.0%-21.5% and the reduction of area was 26%-29%

far exceeding the standard lower limit of 85%. The tensile strength at 700 ℃ was 826-846 MPa

reaching 142%-145% of the standard value. The width of the heat-affected zone was ≤1.5 mm

and no cracks or lack-of-fusion defects were found in the repair zone

with all indicators meeting the requirements of HB/Z 20074—2018. In the industrial verification

the measured coating adhesion strength was 44.2-45.2 MPa

not less than the standard threshold of 37 MPa

which verified the feasibility of this process for the repair of guide vane inner rings.

关键词

Keywords

references

陈礼顺，王琦，应湖南 . 高压涡轮导向器FTA分析及维修方案设计［J］. 失效分析与预防， 2023 ， 18 （ 1 ）： 49 - 54 .

CHEN L S ， WANG Q ， YING H N . Fault Tree Analysis and Maintenance Schedule Design of High Pressure Turbine Guide ［J］. Failure Analysis and Prevention ， 2023 ， 18 （ 1 ）： 49 - 54 .

田常棵，苏军，安中彦，等 . 摩擦力对低压涡轮导向器内环气压试验影响的有限元分析［J］. 航空发动机， 2023 ， 49 （ 05 ）： 143 - 148 .

TIAN C K ， SU J ， AN Z Y ， et al . Finite Element Analysis of Influence of Friction on Low-pressure Turbine Guide Vane Inner-ring Pressure Test ［J］. Aeroengine ， 2023 ， 49 （ 05 ）： 143 - 148 .

钢铁研究总院 . GH4033 镍基高温合金技术规范［S］. 北京：中国标准出版社， 2020 .

徐松华，肖阳，李健 . 直升机发动机涡轮导向器激光修复组织性能研究［J］. 光学学报， 2010 ， 30 （ 8 ）： 2311 - 2316 .

XU S H ， XIAO Y ， LI J . Organization Property Researches of the Laser Repair Technology in the Helicopter Engine Turbine Oriented Implement ［J］. Acta Optica Sinica ， 2010 ， 30 （ 8 ）： 2311 - 2316 .

孙元，秦鑫冬，王诗洋，等 . 高温合金熔化焊的研究现状及发展趋势［J］. 工程科学学报， 2024 ， 46 （ 6 ）： 1065 - 1075 .

SUN Y ， QIN X D ， WANG S Y ， et al . Research status and future perspectives on superalloy fusion welding ， 2024 ， 46 （ 6 ）： 1065 - 1075 .

董世运，闫世兴 . 激光再制造技术发展现状与前景展望［J］. 表面工程与再制造， 2021 ， 21 （ 6 ）： 17 - 26 .

陈子豪，孙文磊，黄勇，等 . 镍基高温合金激光熔覆涂层组织及性能研究［J］. 激光技术， 2020 ， 44 （ 12 ）： 441 - 447 .

CHEN Z H ， SUN W L ， HUANG Y ， et al . Study on microstructure and properties of laser cladding coating for base superalloy ［J］. Laser Technology ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 441 - 447 .

高钰璧，丁雨田，陈建军，等 . 挤压态GH3625合金冷变形过程中的组织和织构演变［J］. 金属学报， 2019 ， 55 （ 4 ）： 547 - 554 .

GAO Y B ， DING Y T ， CHEN J J ， et al . Evolution of Microstructure and Texture During Cold Deformation of Hot-Extruded GH3625 Alloy ［J］. Acta Metallurgica Sinica ， 2019 ， 55 （ 4 ）： 547 - 554 .

张国会，秦仁耀，周标，等 . 钨极氩弧焊与激光熔覆修复的K403镍基高温合金导向器叶片组织与性能［J］. 航空材料学报， 2024 ， 44 （ 1 ）： 121 - 132 .

ZHANG G H ， QIN R Y ， ZHOU B ， et al . Microstructure and properties of K403 nickel-base superalloy guide vane repaired by tungsten inert gas welding and laser cladding process ［J］. Journal of Aeronautical Materials ， 2024 ， 44 （ 1 ）： 121 - 132 .

杜东方，吴代建，张光明，等 . 激光选区熔化成形参数对GH3625合金表面粗糙度的影响［J］. 应用激光， 2024 ， 44 （ 7 ）： 89 - 95 .

DU D F ， WU D J ， ZHANG G M ， et al . Effect of Selective Laser Melting Forming Parameters on Surface Roughness of GH3625 Alloy ［J］. Applied Laser ， 2024 ， 44 （ 7 ）： 89 - 95 .

朱杰，周庆军，陈晓晖，等 . 铺粉厚度对选区激光熔化GH3625组织与力学性能的影响［J］. 焊接学报， 2023 ， 44 （ 10 ）： 12 - 17 .

ZHU J ， ZHOU Q J ， CHEN X H ， et al . Influence of layer thickness on the microstructure and mechanical properties of selective laser melting processed GH3625 ［J］. Transactions of The China Welding Institution ， 2023 ， 44 （ 10 ）： 12 - 17 .

丁雨田，孟斌，高钰璧，等 . 固溶处理对GH3625合金板材组织及性能的影响［J］. 材料导报， 2018 ， 32 （ 2 ）： 243 - 248 .

DING Y T ， MENG B ， GAO Y B ， et al . Effect of Solution Treatment on the Microstructure and Mechanical Properties of GH3625 Superalloy Sheet ［J］. Materials Reports ， 2018 ， 32 （ 2 ）： 243 - 248 .

付延英，翟贤超，印雪梅 . GH3625合金激光直接成形工艺［J］. 宇航材料工艺， 2017 ， 47 （ 2 ）： 39 - 42 .

FU Y Y ， ZHAI X C ， YIN X M . Laser Metal Direct Manufacturing Process of GH3625 Alloy ［J］. Aerospace Materials & Technology ， 2017 ， 47 （ 2 ）： 39 - 42 .

国家国防科技工业局 . HB/Z 20074-2018 航空发动机零部件激光熔覆修复工艺规范［S］. 北京：中国航空综合技术研究所， 2018 .

高映德 . 离心泵叶轮激光熔覆增材再制造工艺参数优化［J］. 机械管理开发， 2025 ， 40 （ 07 ）： 244 - 246 .

GAO Y D . Optimization of Laser Cladding Additive Remanufacturing Process Parameters for Centrifugal Pump Impeller ［J］. Mechanical Management and Development ， 2025 ， 40 （ 7 ）： 244 - 246 .

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