具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法，尤其涉及通過焊接將防蝕片接合在蒸汽禍輪動葉片上而制造蒸汽禍輪動葉片的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽力蒸汽渦輪或原子力蒸汽渦輪中，為了防止在潮濕蒸汽中使用的蒸汽渦輪動葉片前緣部的侵蝕，如專利文獻I?專利文獻3所記載那樣，在蒸汽渦輪動葉片前緣部的蒸汽流入側(cè)，使隔片材料介于中間，利用TIG焊接(鎢惰性氣體焊接)或電子束焊接接合防蝕材料。
[0003]一般地，利用電子束的一層焊接的接合相對于原材料的種類或板厚，細致地調(diào)整加速電壓、電子束電流、焊接速度、焦點距離等焊接條件，選定不會產(chǎn)生燒穿的最適條件進行施工。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻1:日本特開昭62-250124號公報
[0006]專利文獻2:日本特開昭63-97802號公報
[0007]專利文獻3:日本特開平5-23920號公報
[0008]近年來，伴隨蒸汽渦輪的高效率化，渦輪動葉片的長葉片化、用于流動最適化的渦輪動葉片的立體形狀化有所進展，防蝕材料的板厚變大。在對更厚的葉片材料與防蝕材料及隔片材料進行利用向下電子束焊接的一層焊接的情況下，與電子束貫通板厚同時，由于電子束的熱而熔融的金屬利用自重向下方流落，產(chǎn)生熔融金屬的燒穿。隨此產(chǎn)生焊珠表面的下旋在防蝕材料的接合中成為施工上的重大課題。
[0009]另外，在使用電子束的焊接中，作為對象的焊接物的厚度如果大，則需要相應(yīng)地增大焊接電流值、即輸出。另外，在低電壓式電子束焊接機中，需要使施工電流值比高電壓式電子束焊接機大。隨著增大輸出，電子束輸出的偏差變大，用于以一層焊接的最適的焊接條件范圍變窄。焊接電流的偏差成為由熔融金屬的燒穿或融合不良引起的缺陷的原因，使用電子束焊接的一層焊接中的防蝕材料的接合極其困難。
[0010]在電子束焊接中，相對于施工時的燒穿，考慮在開槽形狀的背側(cè)設(shè)置擋板而防止燒穿的方法。但是，需要準備與被施工材料不同的背擋部件，產(chǎn)生背擋部件的準備費用，在制造成本方面具有缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供能夠不格外準備背擋部件地將防蝕片防止燒穿地電子束焊接在蒸汽渦輪動葉片的前緣的具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法。
[0012]本發(fā)明的具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法將蒸汽渦輪動葉片、防蝕片及隔片的任一個原材料的一部分用作電子束焊接時的熔融金屬的燒穿防止的背擋件，在電子束焊接后，利用機械加工除去背擋件部分，最終成為蒸汽渦輪動葉片的形狀。
[0013]本發(fā)明的效果如下。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠不格外準備背擋件地在蒸汽渦輪動葉片的前緣防止燒穿地對防蝕片進行電子束焊接。
[0015]上述以外的課題、結(jié)構(gòu)及效果根據(jù)以下的實施方式的說明變得明確。
【附圖說明】
[0016]圖1(a)?(d)是說明本發(fā)明的實施例的防蝕材料的接合工序的流程的圖。(實施例一)
[0017]圖2(a)?(d)是說明本發(fā)明的另一實施例的防蝕材料的接合工序的流程的圖。(實施例二)
[0018]圖3(a)?(d)是說明本發(fā)明的又一實施例的防蝕材料的接合工序的流程的圖。(實施例三)
[0019]圖4是表示應(yīng)用本發(fā)明的實施例的蒸汽渦輪動葉片的一例的蒸汽渦輪動葉片的整體圖。
[0020]圖中:1 一渦輪動葉片的葉片部，2—防蝕片，3—隔片。
【具體實施方式】
[0021]下面，使用【附圖說明】本發(fā)明的實施例。
[0022]圖4表示應(yīng)用本發(fā)明的實施例的蒸汽渦輪動葉片的一例的蒸汽渦輪動葉片的整體圖。圖4表示低壓渦輪的蒸汽渦輪最終級動葉片。蒸汽渦輪動葉片具有葉片部1、護罩7、向轉(zhuǎn)子的植入部8、設(shè)在葉片部的前端側(cè)的前緣部(渦輪動葉片的蒸汽流入側(cè))的防蝕片2。后述的圖1?圖3表示圖4的A-A剖面部。
[0023]實施例一
[0024]圖1 (a)?(d)表示本發(fā)明的實施例一的蒸汽渦輪動葉片的制造工序。表示蒸汽渦輪動葉片的前端部的前緣部。作為構(gòu)成蒸汽渦輪動葉片的原材料，如圖1(a)所示，由蒸汽渦輪動葉片的葉片部1、防蝕片2、配置在葉片部I與防蝕片2之間的隔片3構(gòu)成。作為渦輪動葉片，使用Ti合金(例如包括A16%、V4%的Ti合金)、12Cr不銹鋼等。作為防蝕片，在渦輪動葉片為Ti合金的情況下，使用防蝕性Ti合金(例如包括Mol5%、Zr5%、A13%的Ti合金)，在渦輪動葉片為12Cr不銹鋼的情況下，使用Co基合金。作為隔片，使用硬度比渦輪動葉片與防蝕片低的Ti制隔片或Ni基合金。
[0025]葉片部1、防蝕片2、隔片3如圖1(b)所示那樣組裝。在本實施例中，電子束焊接時的燒穿防止機構(gòu)設(shè)在隔片3上。即，作為設(shè)在電子束出口側(cè)即開槽背面的燒穿防止機構(gòu)利用隔片3的一部分。本實施例的隔片3的剖面為倒T字形。并且，葉片部1、防蝕片2、隔片3在與電子束的入射側(cè)(圖面上的上側(cè))相反的背面通過TIG焊接實施點焊焊接9，以使間隙最小而不會開口的方式安裝。
[0026]之后，進行利用電子束焊接的一層焊接(圖1(c))。電子束焊接在本實施例中，使用低電壓式電子束焊接機，通過低電壓式電子束焊接(例如60KW)進行葉片部1、防蝕片2、隔片3的一層焊接。此時，焊接金屬部4利用由隔片3的一部分構(gòu)成的燒穿防止機構(gòu)防止燒穿。由此，能夠擴大低電壓式電子束焊接的電子束條件的裕度。
[0027]之后，包括燒穿防止機構(gòu)部地利用機械加工除去，精加工為目標的動葉片形狀(圖1(d))。在該機械加工中，除去包括圖1(c)中以符號10表示的部分地除去隔片3的燒穿防止機構(gòu)。以符號10表示的部分的除去與用于流動最適化的渦輪動葉片的立體形狀化對應(yīng)地實施。該機械加工后，適當實施精加工。
[0028]在圖1 (d)所示的機械加工中，包括電子束焊接時的焊接前端地除去。在焊接前端容易形成氣泡，但由于包括該部分地除去，因此確保焊接部的健全性。
[0029]根據(jù)本實施例，通過利用原材料(在本實施例中為隔片)起到背擋件功能，不需要格外準備背擋部件，能防止燒穿地利用低電壓式電子束焊接的一層焊接將防蝕片接合在蒸汽渦輪動葉片的前緣(對作為目標的葉片材料的厚壁以一次焊接接合防蝕板)。因此，沒有準備不同體的背擋部件的費用，能減少制造成本。特別地，在葉片部或防蝕片、隔片的板厚變大的情況下(當板厚變大時，容易產(chǎn)生燒穿)，能容易地實施防蝕片的接合。因此，能使用電子束焊接制造設(shè)計為更長葉片化、復(fù)雜的立體形狀的蒸汽渦輪動葉片。
[0030]另外，本實施例沒有未焊接部分，因此，能得到強度優(yōu)異的蒸汽渦輪動葉片。另外，由于葉片部I與防蝕片2雙方的開槽形狀為直線狀，因此，還能得到容易形成開槽形狀的效果O
[0031]實施例二
[0032]使用圖2(a)?(d)說明本發(fā)明的實施例二。對與實施例一相同的部分省略說明。
[0033]在本實施例中，作為設(shè)在電子束出口側(cè)即開槽背面的燒穿防止機構(gòu)，利用葉片部I的原材料的一部分。在本實施例中，葉片部I的原材料的與防蝕片2的接合部形成為L字型。在葉片部I的L字型的突出部(底座)安裝隔片3、防蝕片2。該L字型的突出部起到燒穿防止機構(gòu)的作用。另外，與實施例一相同，在電子束焊接后，以還除去葉片部I的L字型突出部而成為目標的動葉片形狀的方式實施機械加工。
[0034]即使在本實施例中，也能得到與實施例一相同的效果。
[0035]實施例三
[0036]使用圖3(a)?(d)說明本發(fā)明的實施例三。對與實施例一相同的部分省略說明。
[0037]在本實施例中，作為設(shè)在電子束出口側(cè)即開槽背面的燒穿防止機構(gòu)，利用防蝕片2的原材料的一部分。在本實施例中，防蝕片2的原材料的與葉片部I的接合部形成為L字型。在葉片部I上安裝隔片3、具有L字型突出部(底座)的防蝕片2。該L字型的突出部起到燒穿防止機構(gòu)的作用。另外，與實施例一相同，在電子束焊接后，以還除去防蝕片2的L字型突出部而成為目標的動葉片形狀的方式實施機械加工。
[0038]即使在本實施例中，也能得到與實施例一基本相同的效果。
[0039]另外，本發(fā)明未限定于上述實施例，包括多種變形例。例如，上述實施例是為了使本發(fā)明容易明白而詳細地進行說明，并未限定于必須包括說明的全部的結(jié)構(gòu)。另外，能將某實施例的結(jié)構(gòu)的一部分置換為其他實施例的結(jié)構(gòu)，并且，能在某實施例的結(jié)構(gòu)上添加其他實施例的結(jié)構(gòu)。另外，能對各實施例的一部分進行其他結(jié)構(gòu)的追加、刪除、置換。
【主權(quán)項】
1.一種具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法，其隔著隔片并利用電子束焊接將防蝕片連接在渦輪動葉片的前端部的葉片部的前緣側(cè)，該具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法的特征在于， 構(gòu)成上述蒸汽渦輪動葉片的前端部的部件包括上述葉片部、上述隔片及上述防蝕片， 將構(gòu)成電子束焊接前的上述蒸汽渦輪動葉片的前端部的部件的原材料的一部分用作電子束焊接時的熔融金屬的燒穿防止的背擋件， 在電子束焊接后，利用機械加工還除去上述背擋部分地成為最終的蒸汽渦輪動葉片的形狀。
2.—種具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法，其利用電子束焊接將防蝕片連接在渦輪動葉片的前端部的前緣側(cè)，該具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法的特征在于， 將上述渦輪動葉片、上述防蝕片、電子束焊接時設(shè)置在上述渦輪動葉片與上述防蝕片之間的隔片的任一個的原材料的一部分用作電子束焊接時的熔融金屬的燒穿防止的背擋件， 在電子束焊接后，利用機械加工還除去上述背擋件部分地成為最終的蒸汽渦輪動葉片的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法，其特征在于， 作為上述背擋件，利用上述隔片的原材料的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法，其特征在于， 作為上述背擋件，利用上述渦輪動葉片的原材料的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法，其特征在于， 作為上述背擋件，利用上述防蝕片的原材料的一部分。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具備防蝕片的蒸汽渦輪動葉片的制造方法，其能夠不格外準備背擋部件地將防蝕片防止燒穿地電子束焊接在蒸汽渦輪動葉片的前緣。將蒸汽渦輪動葉片、防蝕片、及隔片的任一個的原材料的一部分用作電子束焊接時的熔融金屬的燒穿防止的背擋件，在電子束焊接后，利用機械加工還除去背擋件部分地成為最終的蒸汽渦輪動葉片的形狀。
【IPC分類】B23K15-00, F01D5-00
【公開號】CN104625388
【申請?zhí)枴緾N201410641282
【發(fā)明人】石原干久, 遠藤宏之, 田中勝巳, 柏口康治, 丸山俊之
【申請人】三菱日立電力系統(tǒng)株式會社
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月13日
【公告號】EP2883651A1