CN105307811A - 使用粉末状焊剂和金属的超合金的沉积 - Google Patents

使用粉末状焊剂和金属的超合金的沉积 Download PDF

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Abstract

一种用于沉积超合金材料的方法。设置在超合金基底(12)上方的粉末层(14)使用能量束(16)被加热，以形成超合金熔覆层(10)和熔渣层(18)。所述粉末层(14)包括焊剂材料和合金材料，其被形成为单独的粉末或杂化粒子粉末。粉末状焊剂材料层(22)可以被放置在粉末金属层(20)的上方，或焊剂粉末和金属粉末可以混合在一起(36)。可挤压的填充材料(44)，诸如镍、镍铬或镍-铬-钴丝或条可以被加入到熔池，以与熔融粉末结合，从而为超合金熔覆提供所期望的超合金材料组成。

Description

使用粉末状焊剂和金属的超合金的沉积
本申请是2011年1月13日提交的未决美国专利申请号为13/005656(公开号为US2012/0181255A1)的部分继续申请案，其通过引用并入本文。
技术领域
本发明一般涉及金属接合的领域，并且更特别是涉及超合金材料的焊接包层积聚和修复。
背景技术
取决于被焊接的材料的类型，焊接工艺变化很大。一些材料在各种条件下更容易焊接，而其他材料需要特殊处理，以便实现结构上完好的接合，而不使周围基底材料退化。
普通电弧焊通常利用自耗电极作为供给材料。为了给焊池内的熔融材料提供大气保护，惰性保护气体或焊剂材料当焊接许多合金包括例如钢、不锈钢以及镍基合金时可以被使用。惰性气体以及组合的惰性和活性气体工艺包括气体保护钨极电弧焊(GTAW)(也称为钨惰性气体(TIG))和气体保护金属极电弧焊(GMAW)(也称为金属惰性气体(MIG)和金属活性气体(MAG))。焊剂保护工艺包括其中焊剂被常规供给的埋弧焊(SAW)，其中焊剂被包括在电极的芯中的药芯焊丝电弧焊(FCAW)，和其中焊剂被涂覆在填料电极外侧的自动保护金属极电弧焊(SMAW)。
利用能量束作为热源进行焊接也是已知的。例如，激光能量已经被用于熔化预放置的不锈钢粉末到碳钢基底上，其中粉末状焊剂材料提供熔池的屏蔽。焊剂粉末可以与不锈钢粉末混合，或者作为单独的覆盖层施加。以本发明人的知识，当焊接超合金材料时，焊剂材料没有被使用。
应该认识到，由于其对焊接凝固裂纹和应变时效裂纹的敏感性，超合金材料是最难焊接的材料之一。
术语“超合金”在本文中被使用，因为它是本领域通常使用的；即在高温下表现出优异的机械强度和耐蠕变性的高度耐腐蚀和耐氧化的合金。超合金通常包括高的镍或钴含量。超合金的例子包括以商标和品牌名：哈氏合金，铬镍铁合金(例如IN738，IN792，IN939)，雷内合金(例如ReneN5，Rene80，Rene142)，海恩斯合金，MarM，CM247LC，C263，718，X-750，ECY768，282，X45，PWA1483和CMSX(例如CMSX-4)单晶合金出售的合金。
一些超合金材料的焊接修复已通过预热材料到非常高的温度(例如达高于1600°F或870℃)，以便在修复过程中显著增加材料的延展性成功完成。这种技术被称为热匣焊接或在升高温度(SWET)焊接修复的超合金焊接，并且它通常使用手动GTAW工艺完成。然而，热匣焊接受到保持均匀的部件处理表面温度的困难和保持完整的惰性气体保护的困难，以及强加在这种极端的温度下在部件附近工作的操作者上身体困难的限制。
一些超合金材料的焊接应用可以使用冷却板，以限制基底材料的加热；从而限制基底热效应的出现和引起开裂问题的应力来执行。然而，这种技术对于许多其中零件的几何结构不便于使用冷却板的修复应用是不实际的。
图6是一个常规的图，其示出了作为铝和钛含量的函数的各种合金的相对焊接性。诸如铬镍铁合金IN718之类的合金，具有相对较低的这些元素的含量，并必然具有相对较低的γ'含量，这些合金被认为是相对可焊接的，虽然这种焊接通常被限制到部件的低应力区域。诸如铬镍铁合金IN939之类的合金具有相对较高的这些元素的含量，这些通常不被认为是可焊接的，或仅能使用上面讨论的特殊程序来焊接，这提高了材料的温度/延展性并最小化工艺的热输入。虚线80表示焊接性区域的认可的上边界。线80与竖直轴上的3wt％的铝相交，与水平轴上6wt％的钛相交。焊接性区域以外的合金被认为是使用已知工艺非常难以或不可能进行焊接的，并且具有最高铝含量的合金一般被发现是最难以焊接的，如由箭头所表示的。
还已知的是，利用选择性激光熔化(SLM)或选择性激光烧结(SLS)以将超合金粉末颗粒的薄层熔化到超合金基底上。在激光加热过程中，通过施加惰性气体，例如氩气，将熔池从大气屏蔽。这些工艺倾向于捕获氧化物(例如铝和铬的氧化物)，它们附着在沉积的材料层内的颗粒表面上，从而造成多孔性、夹杂物，和与被捕获的氧化物相关的其他缺陷。后处理热等静压(HIP)经常被用来使这些孔洞、夹杂物和裂纹坍塌，以改善沉积的涂层的特性。
对于一些在非焊接性区域中的超合金材料，没有已知的可接受的焊接或修复工艺。此外，由于新的和更高合金含量的超合金持续被开发，对于研发用于超合金材料的商业上可行的接合工艺的挑战继续增长。
附图说明
本发明鉴于附图在下面的说明书中进行说明，所述附图示出：
图1示出了根据本发明的实施例使用多层粉末的熔覆工艺。
图2示出了使用混合层粉末的熔覆工艺。
图3示出了使用有芯填充焊丝和冷金属电弧焊焊枪的熔覆工艺。
图4示出了使用有芯填充焊丝和能量束的熔覆工艺。
图5示出了能量束重叠模式。
图6是现有技术的图，其示出了各种超合金的相对焊接性。
具体实施方式
本发明人已开发了一种材料接合工艺，其可成功地用于接合和/或修复最难以焊接的超合金材料。
虽然以前在焊接超合金材料时，焊剂材料未被使用，但是本发明工艺的实施例在熔化和再凝固过程中，有利地在超合金基底之上施加粉末状焊剂材料。一些实施例还利用能量束加热工艺，例如激光束加热的精确能量输入控制能力。粉末状焊剂材料有效地提供光束能量捕获、杂质清洁、大气屏蔽、焊缝成形和冷却温度控制，以便实现超合金材料的无裂纹接合，而无需高温热匣焊接或冷却板的使用或惰性保护气体的使用。虽然本发明的各种元件在焊接行业已被知悉几十年，本发明人已经创新地开发了用于超合金接合工艺的步骤组合，其解决了长期存在的这些材料的裂纹问题。
图1示出了本发明的一个实施例，其中超合金材料的熔覆层10在环境室温下正被沉积在超合金基底材料12上，而没有基底材料12的任何预热或冷却板的使用。基底材料12例如可以形成燃气涡轮发动机叶片的部分，并且在一些实施例中熔覆工艺可以是修复程序的部分。粒状粉末层14被预置在基底12上，并且激光束16跨粉末层14穿过以熔化粉末并形成被熔渣层18覆盖的熔覆层10。熔覆层10和熔渣18由粉末层14形成，其包括由粉末状焊剂材料层22覆盖的粉末状超合金材料20。
焊剂材料22和所得到的熔渣层18提供了许多有利于防止熔覆层10和下面的基底材料12开裂的功能。首先，它们起在激光束16的下游区域中从大气屏蔽熔融材料和凝固(但仍然是热的)熔覆材料10两个区域的作用。熔渣浮到表面以从大气中分离熔融金属或热金属，并且焊剂可被配制以在一些实施例中产生保护气体，从而避免或最小化昂贵的惰性气体的使用。第二，熔渣18用作允许凝固材料缓慢而均匀地冷却的覆盖层(blanket)，从而减少可能有助于焊后再热或者应变时效裂纹的残余应力。第三，熔渣18有助于成形熔融金属池，以保持它接近所期望的1/3的高度/宽度比。第四，焊剂材料22提供清洁效果，用于除去有助于焊接凝固裂纹的痕量杂质，例如硫和磷。这种清洁包括金属粉末的脱氧。因为焊剂粉末与金属粉末的紧密接触，这对实现此功能特别有效。最后，该焊剂材料22可提供能量吸收和捕获功能，以更有效地将激光束16转换成热能，从而有利于在该过程期间热量输入的精确控制，例如在1-2％内，和所得到的材料温度的严格控制。另外，焊剂可以被配制成在处理过程中补偿挥发元素的损失或积极有助于否则由金属粉末本身提供的元素沉积。总之，这些工艺步骤对迄今仅被认为可使用热匣工艺或通过冷却板的使用接合的材料，在室温下产生在超合金基底上的超合金熔覆的无裂纹沉积。
图2示出本发明的另一个实施例，其中超合金材料的熔覆层30正被沉积到超合金基底材料32上，其在本实施例中被示为具有多个柱状晶粒34的定向结晶材料。在本实施例中，粉末层36被预置或供给到基底材料32的表面上，该粉末层36作为包括粉末状合金材料38和粉末状焊剂材料40两者的混合物的均匀层。粉末层36的厚度在一些实施例中可以是一至几个毫米，而不是典型地在已知的选择性激光熔化和烧结工艺的情况下几分之一毫米。典型的现有技术粉末状焊剂材料具有例如范围从0.5至2毫米的颗粒尺寸。然而，粉末状合金材料38可具有从0.02至0.04毫米或0.02至0.08毫米或其内的其他子范围的颗粒尺寸范围(筛孔尺寸范围)。在筛孔尺寸范围内的这种差异可以在图1所示的实施例中很好地工作，其中材料构成单独的层；然而，在图2所示的实施例中，对于粉末状合金材料38和粉末状焊剂材料40，有利的是，具有重叠的筛孔尺寸范围或具有相同的筛孔尺寸范围，以在熔融过程中促进粉末的混合和供给并提供改善的焊剂覆盖范围。
在图2的实施例中，能量束42是具有大致矩形横截面形状的二极管激光束，但是其它已知类型的能量束，例如电子束、等离子束、一个或多个圆形激光束、扫描激光束(扫描一维、两维或三维)、集成的激光束等，也可以被使用。对于具有相对大的待熔覆面积的实施例，诸如用于修复燃气涡轮发动机叶片的尖端，矩形形状可能是特别有利的。由二极管激光器所产生的宽面积束有助于减小焊接热输入、热影响区、从基底的稀释和残余应力，所有这些都降低正常与超合金修复相关联的裂纹效果的倾向。用来产生宽面积激光照射的光学条件和硬件光学器件可以包括但不限于：激光束的散焦；在焦点产生矩形能源的二极管激光器的使用；用于在焦点产生矩形能源的集成光学部件诸如拼接镜的使用；一个或多个维度中的激光束的扫描(光栅扫描)；和可变光束直径(例如对于精细工作在焦点0.5毫米变化至对于不太精细的工作在焦点2.0毫米)的聚焦光学元件的使用。光学器件和/或基底的运动可以被编程，如在选择性激光熔化或烧结工艺中一样，以建立自定义形状层沉积。该工艺相比已知激光熔化或烧结工艺的优点包括：在每个处理层的高沉积率和厚沉积；遍布热沉积金属的改进的屏蔽，而不需要惰性气体；焊剂将提高否则会导致凝固裂纹的组成的沉积的清洁；焊剂将提高激光束的吸收并最小化回到处理设备的反射；熔渣的形成将成形并支撑沉积，保存热量，并减慢冷却速度，从而减少否则在焊后热处理过程中有助于应变时效(再加热)裂纹的残余应力；焊剂可以弥补元素损失或添加合金元素；并且粉末和焊剂预置或供给可有效地选择性地进行，因为沉积厚度大大减少了整个部件构造所涉及的时间。
图2的实施例还示出了基合金供给材料44的使用。供给材料44可以是丝或条的形式，其被朝向基底32供给或振荡，并被能量束42熔化以有助于熔池。如果需要，供给材料可被(例如电)预热，以减少从激光束所需的总能量。虽然将一些超合金材料形成为丝或条的形式很困难或不可能，诸如纯镍或镍-铬或镍-铬-钴之类的材料以这些形式是容易得到的。在图2所示的实施例中，基合金供给材料44、粉末状合金材料38和粉末状焊剂材料40被有利地选择，使得熔覆材料层30具有所期望的超合金材料的组成。填充材料可以仅是限定了所期望的超合金材料的元素的组成的元素的可挤压子集，并且粉末状金属材料包括在填充材料中补充元素以完成限定所期望的超合金材料的元素组成的元素。填充材料和粉末状金属材料在熔池内被结合以形成所期望的超合金材料30的修复表面。如图1，该工艺产生了保护、成形和热绝缘熔覆材料层30的熔渣层46。
图3示出了一个实施例，其中超合金材料层50使用冷金属电弧焊焊枪54被沉积到超合金基底52上。焊枪54被用于供给和熔化填充材料56，所述填充材料56具有包括填充有粉末状材料59的中空金属护套57的有芯丝或条状材料的形式。粉末状材料59可以包括粉末状金属合金和/或焊剂材料。有利的是，金属护套57由可以方便地形成为中空形状的材料，诸如镍或镍铬或镍-铬-钴形成，并且粉末状材料59被选择为使得当填充材料56被熔化时，所期望的超合金组成被形成。护套含有足够的镍(或钴)，以获得所期望的超合金组成，从而护套对粉末状芯材的固固比可以被保持在例如3:2的比例。电弧的热量熔化填充材料56，并形成被熔渣层58覆盖的所期望的超合金材料层50。粉末状焊剂材料可以在填充材料56中被提供(例如芯体积的25％)，或它可以被预先放置或沉积到基底52的表面(未示出-见图2)上，或两者都有。在各种实施例中，焊剂可以是导电的(电渣)或不导电的(埋弧焊)，并且它可以是化学中性的或添加的。如前，填充材料可以被预热以降低在这种情况下从冷金属电弧焊枪所需要的过程能量。焊剂的使用会提供屏蔽，从而减少或消除通常在冷金属电弧法中所需要的惰性或部分惰性气体。
图4示出了一个实施例，其中超合金材料层60使用用于熔化填充材料66的诸如激光束64的能量束，被沉积到超合金基底62上。如以上参照图3所述，填充材料66包括金属护套68，其由可方便地形成为中空形状的材料，诸如镍或镍铬或镍-铬-钴构成，并且粉末状材料70被选择为使得当填充材料66被激光束64熔化时，所期望的超合金组合物被形成。粉末状材料70可以包括粉末状焊剂以及合金元素。激光束64的热量熔化填充材料66，并形成被熔渣层72覆盖的所期望的超合金材料层60。如前，填充材料可被预热以降低在这种情况下从激光束所需的过程能量。
填充材料56，66的一个实施例被配制如下，以沉积合金247材料：
–护套固体体积大约是总金属固体体积的60％，并且是纯镍；-芯金属粉末体积为包括足够的铬、钴、钼、钨、铝、钛、钽、碳、硼、锆和铪的总金属固体体积的约40％；使得当被一起熔化并与来自于护套的纯镍混合时，产生合金247组成，其标称重量百分比为铬8.3，钴10，钼0.7，钨10，铝5.5，钛1，钽3，碳0.14，硼0.015，锆0.05和铪1.5；并且
-芯焊剂粉末体积表示额外的、在很大程度上非金属的、丝体积，其尺寸可能大约等于金属粉末体积，并且包括35/30/35比例的氧化铝、氟化物和硅酸盐。焊剂的筛孔尺寸范围是使得在芯金属粉末内均匀地分布。
对于其中熔化的热量是由电弧提供的实施例，通常在焊剂或保护气体中提供二氧化碳，以维持电弧稳定性。然而，在熔融过程期间二氧化碳将与钛起反应，部分钛将作为蒸汽或氧化物被损失。本发明允许被包含在填充材料中的钛的量超过在沉积的超合金组成中所期望的钛的量，以补偿这一损失。
对于上述合金247的例子，包括在芯金属粉末中的钛的量可以从1％提高到3％。
根据本发明的实施例的用于超合金材料的修复工艺可包括通过根据研磨以除去缺陷，清洁表面，然后将含有焊剂材料的粉末状材料层预放置或供给到表面上，然后使能量束跨表面穿过以将粉末和表面的上层熔化进入具有浮动熔渣层的熔池，然后使熔池和熔渣凝固，来准备待修复的超合金材料的表面。熔化用于在基底的表面愈合任何表面缺陷，在通过已知的机械和/或化学工艺除去熔渣时留下更新表面。粉末状材料可以仅是焊剂材料，或对于超合金熔覆材料层被期望的实施例，粉末状材料可包含金属粉末，其作为单独的层被放置在粉末状焊剂材料层下方，或者与粉末状焊剂材料混合，或与焊剂材料结合形成复合颗粒，使得熔融在表面形成熔覆材料层。可选地，供给材料可以条或丝的形式被引入熔池。粉末金属和供给材料(如果有的话)，以及来自焊剂材料的可以是中性的或添加的任何金属贡献，在熔池内被结合，以产生具有所期望的超合金材料的组成的熔覆层。在一些实施例中，镍、镍-铬、镍-铬-钴或其它方便挤压金属的供给材料被与适当的合金金属粉末结合，以在熔覆中产生所期望的超合金组成，从而避免将所期望的超合金材料形成丝或条形式的问题。
虽然基底的预加热对于获得可接受的结果不一定是必须的，在一些实施例中在熔化步骤之前，可能希望将热量施加到超合金基底和/或供给材料和/或粉末，以便提高基底材料的延展性和/或降低否则为熔化填料所需的束能量。一些超合金基底的延展性改善在高于合金的熔点的约80％的温度被实现。类似地，冷却夹具可以可选地用于特定的应用，其结合能量束的精确热输入可以最小化作为熔化工艺的结果的在材料中产生的应力。此外，本发明否定了对惰性保护气体的需要，虽然如果优选的话，补充保护气体可在一些应用中使用。在一些实施例中，如果填充材料4被使用，其可以被预加热。
可以被使用的焊剂材料包括市售焊剂，诸如那些以名称LincolnweldP2007，BohlerSoudokayNiCrW-412，ESABOK10.16或10.90，特种金属NT100，OerlikonOP76，Sandvik50SW或SAS1销售的焊剂。焊剂颗粒可以在使用前研磨成所期望的较小筛孔尺寸范围。通常可被用于高温应用，例如燃气涡轮发动机的任何当前可用的铁、镍或钴基超合金，可使用本发明的工艺被接合、修复或涂覆，所述超合金包括上述那些合金。
本发明的其他变型通过供给材料而不是能量束或结合能量束为熔化提供热量。例如，图2的丝或条供给材料44可被通道以在粉末和焊剂层下创建电弧，其中丝是以挤压形式容易获得的材料(即不是超合金材料)，并且粉末包括其他在结合的熔池中形成所期望的超合金组成所必需的合金元素。
可替代地，该粉末和焊剂可以被选择为导电的，以便促进电渣焊过程有效形成超合金熔覆材料层。在又一个实施例中，与超合金粉末材料混合的焊剂粉末可以采用可选地具有冷却夹具的传统等离子弧熔覆设备，被供给到超合金基底。在各种实施例中，基底、供给材料和/或粉末可被预热。由于使用能量束(±1-2％)与使用电极(±10-15％)相比，热量输入的精确程度更高，可以期望的是对于总热量输入的一半以上利用能量束。束能量可以产生埋弧焊或电渣工艺，以使用来自基底的最小稀释启动初始的熔池，之后埋弧焊或电渣贡献可以增加沉积量，而没有显著的进一步的基底冲击，从而最小化稀释效应。
根据本发明的各种实施例，混合的埋弧焊焊剂和合金247粉末被预置从2.5至5.5毫米的深度并被证实在最终焊后热处理之后实现无裂纹激光熔覆沉积。从0.6到2千瓦的镱光纤激光功率水平已被与振镜扫描光学器件一起使用，从而在125毫米/分钟的量级的传输速度使熔池沉积宽度从3至10毫米。裂纹的不存在已经通过染料渗透测试和沉积截面的金相检验得到证实。应当理解的是，合金247是已知最难焊接的超合金之一，如图6所示，从而证明本发明对整个超合金组成范围，包括那些具有大于3wt％的铝含量的合金组成的可操作性。
应该理解的是，当修复超合金基底时，使用粉末状焊剂材料的优点被实现，无论添加的熔覆材料是否被沉积。在超合金基底中的表面裂纹可以通过使用粉末状焊剂材料覆盖表面，然后加热该表面和焊剂材料以形成具有浮动熔渣层的熔池被修复。在于熔渣层的保护下的熔池凝固时，无裂纹的清洁表面将被形成。
激光能量可以通过使用具有大致为矩形的能量密度的二极管激光器跨表面积被施加。可替代地，当圆形激光束沿基底向前移动时，可以来回地光栅扫描该圆形激光束，以实现区域能量分布。图5示出用于一个实施例的光栅扫描模式，其中具有直径D的大致圆形光束被从第一位置74移动到第二位置74'，然后移动到第三位置74＂等等。在方向改变的其位置，光束直径模式的重叠量O优选为D的25-90％之间，以便提供材料的最佳的加热和熔化。可替代地，两个能量束可以同时被光栅扫描以获得跨表面积的所期望的能量分布，光束模式之间的重叠处于各个光束直径的25-90％的范围内。
应当理解的是，粉末状材料的使用有利于功能梯度材料的沉积，其中沉积材料的组成随时间和空间变化。例如，合金组成可以从产品的内壁变化至外壁，或从产品内变化至靠近其表面。该合金组成可以响应于预期的需要不同的机械或抗腐蚀特性的操作条件，并且考虑材料的成本而改变。
尽管本发明的各种实施例已在本文中被示出和描述，但是很明显，这些实施例仅通过示例的方式被提供。许多变化、改变和替换可以被作出而不脱离本发明。因此，本发明旨在仅由所附权利要求的精神和范围限制。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
清洁超合金基底的表面，所述超合金基底包括超出焊接性区域的组成，所述焊接性区域在绘制了钛含量对铝含量的超合金的曲线图上被限定，其中所述焊接性区域上边界由在6wt％处与钛含量轴相交和在3wt％处与铝含量轴相交的线界定；
将包括焊剂材料和金属材料的粉末材料层预放置或供给到清洁的表面上；
将所述粉末材料熔化成熔池和浮动熔渣层，所述熔池具有期望的超合金材料的组成，所述组成包含超出所述焊接性区域的组成；
使所述熔池和所述熔渣层冷却和凝固，留下在所述超合金基底之上熔覆的期望的超合金材料层；和
焊后热处理熔覆的超合金材料和基底超合金材料，而没有焊接凝固裂纹和应变时效裂纹。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将作为混合的焊剂和超合金粉末的所述粉末材料层预放置成从2.5至5.5毫米的深度；和
使用扫描光学器件采用功率水平从0.6至2千瓦的激光能量熔化所述粉末材料，以形成宽度从3至10毫米的熔池沉积物。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述熔化步骤期间，将填充材料供给到所述熔池内以便将熔化的填充材料添加到所述熔池；其中所述填充材料仅包括所述期望的超合金材料的元素的可挤压子集；并且
其中所述粉末材料包含补充元素子集的元素，以在所述熔池内形成所述期望的超合金材料。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括在所述熔化步骤期间，通过在所述填充材料和所述基底之间通电流来施加热量。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述熔化步骤期间使用能量束施加热量。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括预放置所述粉末材料层，作为被粉末状焊剂材料层覆盖的粉末状金属材料层。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括预放置所述粉末材料层，作为焊剂和金属材料的复合颗粒层。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括预放置所述粉末材料层，作为包括与焊剂材料颗粒混合的金属材料颗粒的粉末层。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括将所述金属材料颗粒和所述焊剂材料颗粒的筛孔尺寸范围选择为重叠。
10.一种方法，包括：
使用包含焊剂材料和金属材料的粉末层覆盖超合金基底的表面的一部分；
使用能量束熔化粉末以创建熔池和浮动熔渣；和
使所述熔池在所述熔渣下方冷却和凝固，以形成期望的超合金材料的修复表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述熔化步骤包括将激光束施加到所述粉末。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括采用由粉末状焊剂材料层覆盖的粉末状金属材料层来覆盖所述表面的一部分。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括采用包含焊剂和金属材料的复合颗粒的粉末层覆盖所述表面的一部分。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括使用包含与焊剂材料的颗粒混合的金属材料的颗粒的粉末层覆盖所述表面的一部分。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括将所述金属材料的颗粒和所述焊剂材料的颗粒的筛孔尺寸范围选择为重叠。
16.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述熔化步骤期间，将呈丝或条形式的填充材料供给到所述熔池内，以便将熔化的填充材料添加到所述熔池；
其中所述填充材料仅包括限定所述期望的超合金材料的元素的组成的元素的可挤压子集；
其中所述粉末包括补充在所述填充材料中的元素的子集的元素，以使限定所述期望的超合金材料的元素的组成完整；
其中所述填充材料和所述粉末在所述熔池被结合，以形成所述期望的超合金材料的修复表面。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括供给呈镍、镍铬或镍-铬-钴丝或条的形式的所述填充材料。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括在将所述填充材料供给到所述熔池中的所述步骤之前，预热所述填充材料。
19.根据权利要求10所述的方法，其中所述期望的超合金材料位于在绘制了钛含量对铝含量的超合金的曲线图上所限定的焊接性区域以外，其中所述焊接性区域上边界由在6wt％处与钛含量轴相交和在3wt％处与铝含量轴相交的线所界定。
20.根据权利要求10所述的方法，所述方法在室温下执行，其中所述超合金基底和所述期望的超合金材料的所述修复表面两者都具有大于3wt％的铝含量，并且还包括焊后热处理所述修复表面和所述基底，而不引起焊接凝固裂纹或应变时效裂纹。
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