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      動葉片、腐蝕屏蔽件的形成方法及動葉片制造方法與流程

      文檔序號:12285876閱讀:168來源:國知局
      動葉片、腐蝕屏蔽件的形成方法及動葉片制造方法與流程

      本發(fā)明涉及具備腐蝕屏蔽件的動葉片、腐蝕屏蔽件的形成方法及動葉片制造方法。



      背景技術(shù):

      通常的渦輪(例如,蒸汽渦輪)在殼體將作為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子支承為旋轉(zhuǎn)自如,在該轉(zhuǎn)子的外周部設(shè)置動葉片,并在殼體的內(nèi)壁設(shè)置靜葉片,該動葉片與靜葉片在蒸汽通路交替地配置多個。并且,在蒸汽流過蒸汽通路的過程中,動葉片及轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。

      動葉片具有:固定在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子盤上的葉片根部;在葉片根部一體形成的平臺;基端部接合于該平臺且向前端部側(cè)延伸的葉片部。并且,動葉片以基端部在轉(zhuǎn)子盤的外周部沿其周向并列設(shè)置多個的方式固定。

      例如,蒸汽渦輪的動葉片在蒸汽流動的路徑內(nèi)旋轉(zhuǎn)。此時,低壓蒸汽渦輪的最終級附近的蒸汽含有大量的微小水滴。因此,動葉片由于水滴的高速碰撞而葉片前端前緣部因腐蝕而壁厚變薄。

      作為針對這樣的腐蝕的對策,存在例如專利文獻1、專利文獻2記載那樣在動葉片的前端前緣部形成腐蝕屏蔽件的方法。在專利文獻1中,通過等離子轉(zhuǎn)移弧焊進行堆焊來形成腐蝕屏蔽件。而且,專利文獻2記載了如下情況:通過高密度能量照射(激光或電子束)使硬質(zhì)材料的粉末熔融并進行堆焊來形成硬質(zhì)層,將構(gòu)件的一部分局部性地置換為硬質(zhì)層來設(shè)置浸蝕防止部(腐蝕屏蔽件)。

      在先技術(shù)文獻

      專利文獻

      專利文獻1:日本特開平10-280907號公報

      專利文獻2:日本特開2012-86241號公報



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      發(fā)明要解決的課題

      如專利文獻1記載那樣通過弧焊形成腐蝕屏蔽件時,存在產(chǎn)生缺陷的情況、硬度不充分的情況。而且,如專利文獻2記載那樣通過基于激光焊接的堆焊加工來制成腐蝕屏蔽件,由此能夠提高腐蝕屏蔽性能。然而,在專利文獻2記載的加工中,存在腐蝕屏蔽件從葉片主體脫離或缺損的情況。

      本發(fā)明解決上述的課題,其目的在于提供一種具有對于腐蝕的耐性高的腐蝕屏蔽件的動葉片、腐蝕屏蔽件的形成方法及動葉片制造方法。

      用于解決課題的方案

      用于解決上述的課題的本發(fā)明涉及一種設(shè)置于渦輪的動葉片,其特征在于,具備:葉片主體,具有前端和葉片面,該前端成為旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)的端部,該葉片面與所述前端相接且作為工作流體的流動方向的上游側(cè)的面;及腐蝕屏蔽件,利用使用了激光焊接的堆焊而形成在所述葉片主體的所述前端及所述葉片面的至少一部分,所述葉片主體在與延伸方向正交的截面中,與所述腐蝕屏蔽件的交界是隨著從所述葉片面?zhèn)鹊亩瞬砍蛩銮岸硕咏鋈~片面的相反側(cè)的面的形狀,且所述交界包含第一圓弧和第二圓弧,該第一圓弧包含所述葉片面?zhèn)鹊亩瞬?,該第二圓弧配置在比所述第一圓弧靠所述前端側(cè)處,所述第一圓弧向所述葉片主體的內(nèi)側(cè)凸出,所述第二圓弧向所述葉片主體的外側(cè)凸出。

      另外,優(yōu)選的是,所述交界將所述第一圓弧與所述第二圓弧平滑地連接。

      另外,優(yōu)選的是,在所述交界中,所述第二圓弧的曲率比所述第一圓弧的曲率大。

      另外,優(yōu)選的是,所述交界在比所述第二圓弧靠所述前端側(cè)處配置至少一個以上的圓弧。

      另外,優(yōu)選的是,所述腐蝕屏蔽件的所述前端的厚度比所述第一圓弧與所述第二圓弧之間的厚度厚。

      用于解決上述的課題的本發(fā)明涉及一種在葉片主體的前端及葉片面的至少一部分形成腐蝕屏蔽件的腐蝕屏蔽件的形成方法,其特征在于,具有如下工序:將作為動葉片的基體的前端及端面的至少一部分除去而形成交界的工序;利用激光焊接在所述交界形成堆焊部的工序;及進行將所述基體的余料及所述堆焊部的一部分除去的精加工的工序,所述交界是隨著從所述葉片面?zhèn)鹊亩瞬砍蛩銮岸硕咏鋈~片面的相反側(cè)的面的形狀,且所述交界包含第一圓弧和第二圓弧,該第一圓弧包含所述葉片面?zhèn)鹊亩瞬浚摰诙A弧配置在比所述第一圓弧靠所述前端側(cè)處,所述第一圓弧向所述葉片主體的內(nèi)側(cè)凸出,所述第二圓弧向所述葉片主體的外側(cè)凸出。

      另外,優(yōu)選的是,所述基體的所述葉片面的余料部的厚度為0.5mm以上。

      另外,優(yōu)選的是,所述基體的與所述葉片面相反的一側(cè)的面的余料部的厚度為所述葉片面?zhèn)鹊挠嗔喜康暮穸纫陨稀?/p>

      另外,優(yōu)選的是,所述交界將所述第一圓弧與所述第二圓弧平滑地連接。

      另外,優(yōu)選的是,在所述交界中,所述第二圓弧的曲率比所述第一圓弧的曲率大。

      另外,優(yōu)選的是,所述交界在比所述第二圓弧靠所述前端側(cè)處配置至少一個以上的圓弧。

      另外,優(yōu)選的是,所述腐蝕屏蔽件的所述前端的厚度比所述第一圓弧與所述第二圓弧之間的厚度厚。

      用于解決上述的課題的本發(fā)明的動葉片制造方法的特征在于,包括:在所述動葉片成型具有余料部的基體的基體制造工序;及利用上述任一項記載的腐蝕屏蔽件的形成方法,在所述葉片主體形成腐蝕屏蔽件的工序。

      發(fā)明效果

      本發(fā)明通過將葉片主體與腐蝕屏蔽件的交界形成為上述的形狀,能夠形成為抑制缺陷的產(chǎn)生并維持硬度的腐蝕屏蔽件。由此,能夠提高對于腐蝕的耐性。

      附圖說明

      圖1是具備動葉片的蒸汽渦輪的概略構(gòu)成圖。

      圖2是表示動葉片的一實施方式的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。

      圖3是圖2的A-A面剖視圖。

      圖4是用于說明腐蝕屏蔽件的形狀及形成方法的說明圖。

      圖5是表示動葉片制造方法的一例的流程圖。

      圖6是表示動葉片制造方法的腐蝕屏蔽件的形成方法的一例的示意圖。

      圖7A是表示堆焊裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。

      圖7B是表示堆焊裝置的概略結(jié)構(gòu)的局部放大圖。

      圖8是表示堆焊的處理動作的一例的流程圖。

      具體實施方式

      以下,參照附圖,詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。需要說明的是,沒有通過本實施方式來限定本發(fā)明。而且,在實施方式存在多個的情況下,也包括將各實施方式組合而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。

      圖1是具備本實施方式的動葉片的蒸汽渦輪的概略構(gòu)成圖。以下,參照圖1,說明本實施方式的蒸汽渦輪1的構(gòu)造的概略。

      如圖1所示,在蒸汽渦輪1中,殼體11呈中空形狀,作為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子12由多個軸承13支承為旋轉(zhuǎn)自如。在殼體11內(nèi)配置有動葉片15及靜葉片16。動葉片15在形成于轉(zhuǎn)子12的圓盤狀的轉(zhuǎn)子盤14的外周沿著其周向并列設(shè)置多個而固定。靜葉片16在殼體11的內(nèi)壁沿著其周向并列設(shè)置多個而固定。上述的動葉片15及靜葉片16沿著轉(zhuǎn)子12的軸向交替配置。

      另外,在殼體11內(nèi)配置上述的動葉片15及靜葉片16,形成供蒸汽通過的蒸汽通路17。在該蒸汽通路17形成蒸汽供給口18作為供給蒸汽的入口,并形成蒸汽排出口19作為將蒸汽向外部排出的出口。

      接下來,參照圖1,說明蒸汽渦輪1的動作的概略。從蒸汽渦輪1的蒸汽供給口18向蒸汽通路17供給的蒸汽在通過靜葉片16的過程中膨脹而成為高速的蒸汽流。通過了靜葉片16的高速的蒸汽流被吹附于動葉片15,使多個動葉片15及安裝有這多個動葉片15的轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子12上連結(jié)例如發(fā)電機等,通過轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動發(fā)電機來產(chǎn)生電力。通過了蒸汽通路17的配置有靜葉片16及動葉片15的部分的蒸汽從蒸汽排出口19向外部排出。

      圖2是表示本實施方式的動葉片的概略圖。圖3是圖2的A-A面剖視圖。參照圖2及圖3,說明本實施方式的動葉片15的構(gòu)造。如圖2所示,動葉片15包括葉片根部21、平臺22、葉片部23。葉片根部21埋設(shè)于轉(zhuǎn)子盤14,從而將動葉片15固定于轉(zhuǎn)子盤14。平臺22是與葉片根部21成為一體的彎曲的板形狀物。葉片部23將基端部固定于平臺22,前端部向殼體11的內(nèi)壁面?zhèn)妊由?。葉片部23也存在隨著朝向葉片長度方向而扭轉(zhuǎn)的情況。而且,動葉片15也可以具備在葉片部23的前端部固定的護罩。護罩是與相鄰的動葉片15的護罩接觸,來固定動葉片15或者抑制動葉片15的振動的構(gòu)件。

      在此,如圖2及圖3所示,動葉片15在葉片主體24的表面的一部分形成有腐蝕屏蔽件25。當(dāng)動葉片15旋轉(zhuǎn)而蒸汽流流動時,腐蝕屏蔽件25形成在動葉片15中的作為蒸汽流的上游側(cè)的前緣部,即前端26及葉片面27的前端26側(cè)的一部分。葉片主體24與腐蝕屏蔽件25的分界成為交界28。腐蝕屏蔽件25也可以在動葉片15的延伸方向,即從葉片部23的平臺22分離的方向上,設(shè)置在距平臺22遠的一側(cè)的一定范圍內(nèi)。即,也可以僅形成于在旋轉(zhuǎn)時成為徑向外側(cè)的一側(cè)的一部分。腐蝕屏蔽件25可以使用例如以鈷為主成分的司太立(注冊商標(biāo))等的耐磨損性高的鈷基合金。腐蝕屏蔽件25通過激光焊接的堆焊加工(堆焊)能夠在葉片主體24的表面形成對象的材料(例如,司太立(注冊商標(biāo)))。需要說明的是,葉片主體24由鉻基合金等形成。

      接下來,使用圖4至圖8,說明腐蝕屏蔽件的更詳細的形狀、腐蝕屏蔽件的形成方法及包含該腐蝕屏蔽件的動葉片制造方法。圖4是用于說明腐蝕屏蔽件的形狀及形成方法的說明圖。圖5是表示動葉片制造方法的一例的流程圖。圖6是表示動葉片制造方法的腐蝕屏蔽件的形成方法的一例的示意圖。圖7A是表示堆焊裝置的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7B是表示堆焊裝置的概略結(jié)構(gòu)的局部放大圖。圖8是表示堆焊的處理動作的一例的流程圖。

      如圖4所示,動葉片15從成為葉片主體24的基體40形成坡口,該坡口用于形成腐蝕屏蔽件25,由此形成交界28。然后,在交界28通過堆焊加工形成成為腐蝕屏蔽件25的材料,然后,通過除去堆焊加工的部分的余料、基體40的余料,從而形成前端26、葉片面27、及與葉片面27相反的一側(cè)的面。

      在此,交界28成為隨著從葉片面27側(cè)的端部朝向前端26的端部而接近與葉片面27相反的一側(cè)的面的形狀。而且,交界28由如下部分形成,即:葉片面27側(cè)的端部向葉片主體24的內(nèi)側(cè)凸出的曲面(第一曲面)R1;配置在比第一曲面R1靠前端26側(cè)處的向葉片主體24的外側(cè)凸出的曲面(第二曲面)R2;配置在比第二曲面R2靠前端26側(cè)處的向葉片主體24的外側(cè)凸出的曲面(第三曲面)R3;及配置在第三曲面R3和與葉片面27相反的一側(cè)的面之間的直線。本實施方式的交界28將第一曲面R1、第二曲面R2、第三曲面R3平滑地連接。而且,本實施方式的交界28的第一曲面R1的曲率半徑比第二曲面R2的曲率半徑小。而且,交界28的第三曲面R3的曲率半徑比第一曲面R1的曲率半徑小。

      作為本實施方式的動葉片15的各形狀的一例,第一曲面R1的曲率半徑為6.5mm,第二曲面R2的曲率半徑為10.0mm,第三曲面R3的曲率半徑為2.5mm。

      交界28中,第二曲面R2與第三曲面R3的接點和與葉片面27相反的一側(cè)的面之間的距離d1為2.3mm,配置在第三曲面R3和與葉片面27相反的一側(cè)的面之間的直線的距離d2為0.7mm。動葉片15中,第一曲面R1與第二曲面R2的接點和葉片面27之間的距離d3為0.8mm?;w40中,葉片面27側(cè)的面與葉片面27之間的距離d4、d5為1.0mm?;w40中,與葉片面27側(cè)相反的一側(cè)的面和動葉片15的與葉片面27側(cè)相反的一側(cè)的面之間的距離d6為2.0mm。

      另外,基體40中,從前端26側(cè)的端部至交界28的葉片面27側(cè)的端部的距離L1為12.5mm,從前端26側(cè)的端部至第一曲面R1與第二曲面R2的接點的距離L2為9.0mm?;w40中,從前端26側(cè)的端部至腐蝕屏蔽件25的前端26側(cè)的端部的距離L3為1.0mm?;w40中,從前端26側(cè)的端部至第三曲面R3的前端26側(cè)的端部的距離L4為2.7mm?;w40中,從前端26側(cè)的端部至第二曲面R2與第三曲面R3的接點的距離L5為3.2mm。

      動葉片15中,葉片主體24與腐蝕屏蔽件25的交界28的形狀設(shè)為隨著從葉片面27側(cè)的端部朝向前端26的端部而接近與葉片面27相反的一側(cè)的面的形狀,且設(shè)為包含第一曲面R1和第二曲面R2的形狀,由此能夠提高腐蝕屏蔽件25的腐蝕屏蔽性能。而且,能夠抑制葉片主體24產(chǎn)生腐蝕屏蔽件25的缺陷,能夠使腐蝕屏蔽件25的硬度升高(變硬)。即,通過設(shè)為利用激光焊接的堆焊加工形成的腐蝕屏蔽件25與葉片主體24的上述關(guān)系,利用母材成分(葉片主體24的成分)使熔敷金屬(腐蝕屏蔽件25的金屬)稀釋,因此能夠抑制腐蝕屏蔽件25的硬度不升高(變硬)而產(chǎn)生性能的劣化的情況。而且,利用母材成分使熔敷金屬稀釋,由此能夠抑制腐蝕屏蔽件25的金屬產(chǎn)生破裂的情況。而且,能夠抑制腐蝕屏蔽件25與葉片主體24的融合不良或氣孔這樣的焊接缺陷的發(fā)生。

      需要說明的是,本實施方式使第一曲面R1與第二曲面R2接觸,但也可以在第一曲面R1與第二曲面R2之間設(shè)置直線部。而且,本實施方式也可以在第三曲面R3和與葉片面27相反的一側(cè)的面之間設(shè)置曲面。在此,交界28優(yōu)選將第一曲面R1、第二曲面R2、第三曲面R3平滑地連接且曲率半徑變大。這樣,通過增大交界28的各個曲面的曲率半徑,能夠使沿著交界28的方向上的腐蝕屏蔽件25的厚度的變動平緩,能夠提高腐蝕屏蔽件25的性能。

      動葉片15中,距離d3比距離L4-距離L3的距離短。即,腐蝕屏蔽件25的前端26側(cè)比葉片面27厚。由此,能夠使腐蝕更容易發(fā)生且減壁量多的前端26側(cè)的厚度變厚,并使減壁量少的葉片面27側(cè)的厚度變薄。

      基體40將葉片面27側(cè)的面與葉片面27的距離d4、d5,即,葉片面27側(cè)的余料部的距離設(shè)為0.5mm以上。通過將葉片面27側(cè)的余料部的距離設(shè)為0.5mm以上,能夠抑制在加工時產(chǎn)生從表面的破裂的情況?;w40優(yōu)選將葉片面27側(cè)的余料部的距離設(shè)為1mm。通過將葉片面27側(cè)的余料部的距離設(shè)為1mm,能夠高效率地進行加工,但是只要為1mm以上即可,也可以較厚。

      基體40中,與葉片面27側(cè)相反的一側(cè)的面和動葉片15的與葉片面27側(cè)相反的一側(cè)的面之間的距離d6,即,與葉片面27側(cè)相反的一側(cè)的面?zhèn)鹊挠嗔喜康暮穸葍?yōu)選成為葉片面27側(cè)的余料部的厚度以上。這樣,通過使與葉片面27側(cè)相反的一側(cè)的面?zhèn)鹊挠嗔喜康暮穸葹槿~片面27側(cè)的余料部的厚度以上,能夠高效率地進行加工。而且,基體40中,與葉片面27側(cè)相反的一側(cè)的面?zhèn)鹊挠嗔喜康木嚯x優(yōu)選為2mm。需要說明的是,通過使與葉片面27側(cè)相反的一側(cè)的面?zhèn)鹊挠嗔喜康木嚯x設(shè)為2mm,能夠高效率地進行加工,但是只要為2mm以上即可,也可以較厚。

      接下來,使用圖5及圖6說明動葉片的制造方法。動葉片制造方法基于制造的渦輪葉片(動葉片)的形狀,來決定渦輪葉片的基體40的形狀和加工量(步驟S20)。即,決定上述的如圖4所示設(shè)定的基體40的形狀及各位置的距離等,而且,基于形狀來決定加工量、加工次序。

      動葉片制造方法在決定了加工條件之后,基于決定了的條件,制造渦輪葉片的基體40(步驟S22)。即,動葉片制造方法制造圖6所示的加工對象物82即基體40?;w40是形成交界28之前的形狀,是殘留有余料部或比交界28靠前端側(cè)處的區(qū)域的形狀?;w40利用鑄造來制造。例如,在被加工成基體40的形狀的上下一組的模具內(nèi)設(shè)置被加熱成再結(jié)晶溫度以上的高溫的鍛造原料(例如,不銹鋼等),進行熱鍛。當(dāng)熱鍛結(jié)束時,成型為基體40的形狀的鍛造物。所制造的基體40在對成型了的高溫狀態(tài)的鍛造物進行了冷卻之后,將不需要的部分(毛刺)除去,對于鍛造物實施熱處理,由此將在前工序(鍛造工序)中在鍛造物產(chǎn)生的殘留應(yīng)力及在冷卻過程中在鍛造物產(chǎn)生的熱應(yīng)力釋放。由此,制造基體40。

      動葉片制造方法在制造了基體40之后,進行堆焊坡口加工(步驟S24)。即,對于圖6的加工對象物82進行坡口加工,如加工對象物84那樣除去基體42的一部分44。由此,基體42的前端側(cè)的部分成為沿著交界28的曲面。

      動葉片制造方法在進行了堆焊坡口加工之后,利用激光焊接進行堆焊加工(步驟S26)。即,對于圖6的加工對象物84進行堆焊,如加工對象物86那樣在基體42形成堆焊部46。堆焊部46由成為腐蝕屏蔽件25的金屬(熔敷金屬)形成,在包含形成腐蝕屏蔽件25的區(qū)域50的范圍內(nèi)形成。而且,堆焊加工以動葉片15的延伸方向即與圖6的紙面垂直的方向為1焊道進行。而且,進行1焊道的堆焊加工,在進行下一焊道的堆焊加工的情況下,加工位置向箭頭52的方向移動。即,堆焊加工從區(qū)域50的葉片面27側(cè)的端部側(cè)進行,向前端26側(cè)逐漸移動,進行至與葉片面27相反的一側(cè)的面。

      動葉片制造方法通過將基體42的形成堆焊部46的面設(shè)為沿著交界28的曲面,能夠抑制區(qū)域50的厚度的增厚,能夠在1焊道量的熔敷金屬(1層)形成各位置。即,能夠抑制由多層堆焊形成的情況,能夠抑制在表面出現(xiàn)硬度下降區(qū)域的情況。在此,動葉片制造方法通過使區(qū)域50的厚度為2mm以下,能夠在一層形成堆焊部46的各位置。硬度下降區(qū)域是母材向熔敷金屬混入的區(qū)域,是利用熔敷金屬得到的腐蝕屏蔽件25的性能(耐腐蝕性能)下降的區(qū)域。

      堆焊部46優(yōu)選使基于母材(基體42的材料)的稀釋成為10%以下。動葉片制造方法通過后述的使用了激光的堆焊加工形成堆焊部46,由此能夠使基于母材(基體42的材料)的稀釋為10%以下。動葉片制造方法通過將基體42的形成堆焊部46的面設(shè)為沿著交界28的曲面,能夠抑制熔敷金屬(堆焊部46的金屬、成為腐蝕屏蔽件25的金屬)的熔入,能夠使基于母材(基體42的材料)的稀釋更可靠地成為10%以下。而且,堆焊部46的由相鄰的焊縫即相鄰的焊道形成的部分重疊地形成。需要說明的是,焊縫優(yōu)選形成為,在與基體42接觸的情況下,與其他的焊縫接觸的部分多于與基體42接觸的部分。關(guān)于基于激光焊接的堆焊加工(堆焊),在后文敘述。

      動葉片制造方法在進行了堆焊加工之后,進行將余料部除去的精加工(步驟S28)。即,對于圖6的加工對象物86進行精加工,如加工對象物88所示,對葉片面27側(cè)的余料部60、與葉片面27相反的一側(cè)的面?zhèn)鹊挠嗔喜?2、堆焊部46的余料部64進行切削。由此,形成具有葉片主體24和腐蝕屏蔽件25的動葉片15。然后,對動葉片15實施所需的熱處理(例如,固溶化處理及時效處理)等,向動葉片15賦予所需的機械特性。

      接下來,使用圖7A、7B及圖8,更詳細地說明步驟S26的基于激光焊接的堆焊加工。首先,使用圖7A及圖7B,說明進行基于激光焊接的堆焊加工的堆焊裝置100的概略結(jié)構(gòu)。如圖7A所示,堆焊裝置100具有激光照射裝置102、粉末供給裝置104。需要說明的是,堆焊裝置100除了上述結(jié)構(gòu)之外,還具備位置調(diào)整機構(gòu)、使與基體42的相對位置移動的機構(gòu)、進行施工位置的仿形處理的機構(gòu)等。

      激光照射裝置102具有光源112、光纖114、激光頭116。光源112是輸出激光的發(fā)光源。光纖114將從光源112輸出的激光向激光頭116引導(dǎo)。激光頭116將引導(dǎo)到光纖114的激光輸出。如圖7B所示,激光頭116面對基體42的施工位置,向施工位置照射激光202。

      粉末供給裝置104具有粉末供給源120、粉末供給線122、空氣供給源124、空氣供給線126、粉末供給頭128。粉末供給源120是供給熔敷金屬的供給源。粉末供給源120將熔敷金屬利用空氣等形成為混合流而進行搬運,由此向粉末供給線122供給。粉末供給線122將從粉末供給源120供給的熔敷金屬與空氣的混合流向粉末供給頭128供給。空氣供給源124供給成為施工位置的保護氣體的惰性氣體(例如,氮、氬),在本實施方式中供給99.999%的氮氣??諝夤┙o線126將從空氣供給源124供給的保護氣體向粉末供給頭128供給。粉末供給頭128是雙層管的噴嘴,內(nèi)周側(cè)的管與配置在內(nèi)周側(cè)的管的外周的外周側(cè)的管配置在同心圓上。粉末供給頭128噴射從內(nèi)周側(cè)的管經(jīng)由粉末供給線122供給的熔敷金屬與空氣的混合流(粉末)204,從外周側(cè)的管噴射由空氣供給線126供給的保護空氣206。粉末供給頭128如圖7B所示面對基體42的施工位置,向施工位置噴射粉末204和保護空氣206。

      堆焊裝置100向基體42的施工位置照射激光202并供給粉末204,由此能夠?qū)⒎勰?04中包含的熔敷金屬焊接于基體42。而且,堆焊裝置100通過將保護空氣206向施工位置噴射,能夠使施工位置的氣氛成為規(guī)定的氣氛。具體而言,能夠控制施工位置的氧濃度。

      接下來,使用圖8,說明基于激光焊接的堆焊加工的處理動作的一例。需要說明的是,圖8所示的處理可以使用程序等通過自動控制來執(zhí)行。

      動葉片制造方法進行研磨處理(步驟S40),對進行了坡口加工的區(qū)域的表面進行處理。通過進行研磨處理,能夠使通過堆焊熔敷的熔敷金屬成為容易熔敷于基體42的表面(交界)的狀態(tài)。動葉片制造方法在進行了研磨處理后,進行厚度計測(步驟S42)。即,動葉片制造方法計測形成腐蝕屏蔽件25的區(qū)域的形狀。

      動葉片制造方法在進行了厚度計測之后,進行施工位置的仿形處理(步驟S44)。通過照射激光并噴射熔敷金屬來確定設(shè)置焊縫的位置。由此,調(diào)整使各頭與基體42相對移動的路徑。

      動葉片制造方法在進行了仿形處理之后,進行預(yù)熱及焊道間溫度調(diào)整(步驟S46)。在本實施方式中,以使基體42成為包含于50℃以上且100℃以下的規(guī)定的溫度的方式主要進行加熱或者根據(jù)需要進行冷卻。動葉片制造方法在進行了預(yù)熱及溫度調(diào)整之后,進行堆焊(步驟S48)。具體而言,使用堆焊裝置100,進行1焊道的堆焊。

      動葉片制造方法在進行了堆焊之后,進行焊道間/層間修整(步驟S50)。具體而言,將在堆焊部46的表面等附著的焊劑、廢物等除去。動葉片制造方法在進行了修整之后,判定堆焊是否結(jié)束(步驟S52)。即,進行所設(shè)定的全部的焊道的堆焊,判定是否形成了堆焊部46。動葉片制造方法在判定為堆焊未結(jié)束(步驟S52為“否”)的情況下,返回步驟S44,進行仿形處理以后的處理,進行下一焊道的堆焊。

      動葉片制造方法在判定為堆焊已結(jié)束(步驟S52為“是”)的情況下,進行焊縫表面的修整(步驟S54)。具體而言,將在堆焊部46的表面等附著的焊劑、廢物等除去。動葉片制造方法然后進行厚度計測(步驟S56),在計測了堆焊部46的形狀之后,結(jié)束本處理。

      動葉片制造方法通過以上的處理進行基于激光焊接的堆焊加工(堆焊),由此能夠高精度地進行加工,也能夠抑制缺陷等的產(chǎn)生。動葉片制造方法通過進行步驟S40、S46、S50、S54所示的處理,能夠提高加工精度,能夠抑制缺陷,但未必非要進行。

      需要說明的是,在本實施方式中,按照各焊道進行了仿形處理,但是仿形處理也可以僅在第一次的堆焊前進行。這種情況下,通過計算來算出在各焊道形成的焊縫的形狀,基于該形狀,來決定仿形位置。而且,此時,優(yōu)選通過計測器取得施工位置,基于其結(jié)果進行反饋控制。由此,能夠抑制施工位置的位置錯動的產(chǎn)生。計測的位置只要為施工位置的上游側(cè)即可。

      另外,堆焊裝置100優(yōu)選使激光相對于基體的施工位置的平面、將凸部與凸部連結(jié)的切線為約90度。通過使相對于基體的施工位置的平面或者將接近施工位置的凸部與凸部(例如焊縫的凸部與基體的凸部)連結(jié)的切線為約90度,能夠抑制熔敷不良,能夠抑制母材向熔敷金屬的混入。

      另外,堆焊裝置100也可以向施工位置施加振蕩。例如也可以一邊將粉末向施工位置呈帶狀地供給,一邊使激光沿寬度方向(與焊道正交的方向)高速地擺動。在此,高速是使施工位置處的激光的能量密度分布不為山狀而為矩形形狀,并使母材混入的稀釋部分變淺的速度。本實施方式的擺動以幾十Hz至幾百Hz的頻率擺動。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度分布的平坦化,能夠使利用激光而熔融的部分變淺且變寬。

      另外,在上述實施方式中,將熔敷金屬作為粉末進行供給,但也可以通過噴鍍或冷噴涂等進行供給。

      需要說明的是,本實施方式以蒸汽渦輪的動葉片為對象進行了說明,但是沒有限定于此,也可以應(yīng)用于例如燃氣渦輪等其他的旋轉(zhuǎn)機械的動葉片的制造方法。

      標(biāo)號說明

      1 蒸汽渦輪

      11 殼體

      12 轉(zhuǎn)子

      13 軸承

      14 轉(zhuǎn)子盤

      15 動葉片

      16 靜葉片

      17 蒸汽通路

      18 蒸汽供給口

      19 蒸汽排出口

      21 葉片根部

      22 平臺

      23 葉片部

      24 葉片主體

      25 腐蝕屏蔽件

      26 前端

      27 葉片面

      28 交界

      40、42 基體

      46 堆焊部

      60、62、64 余料部

      82、84、86、88 加工對象物

      100 堆焊裝置

      102 激光照射裝置

      104 粉末供給裝置

      當(dāng)前第1頁1 2 3 
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