專利名稱：渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪機用轉(zhuǎn)子的葉片槽的修補方法。
背景技術(shù)：
以往以來，例如在蒸汽渦輪機用轉(zhuǎn)子的外周設(shè)置的用于安裝轉(zhuǎn)動葉片的葉片槽上，存在由于長時間使用產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的情況。作為其修補方法之一，有將產(chǎn)生裂紋的葉片槽除去后，通過堆焊恢復(fù)葉片槽的方法。圖10為示意表示基于這種以往修補方法的轉(zhuǎn)子修補狀態(tài)的縱向截面圖。在此圖中，1為轉(zhuǎn)子主體，2為修補部。其中，在除去葉片槽的轉(zhuǎn)子主體1上重疊進行堆焊，形成修補部2。其后，通過在修補部2進行開槽加工，恢復(fù)未圖示的葉片槽。
然而，向蒸汽渦輪機用低合金鋼轉(zhuǎn)子材料中添加釩，在焊接后實施的焊接后熱處理時，晶粒容易粗大化，在這樣的焊接熱影響部(同圖a所示)，容易產(chǎn)生再熱裂紋。這種材料的再熱裂紋產(chǎn)生的容易度，具體地，基于以下所示的條件式的成分構(gòu)成是指標之一。
ΔG＝3.3Mo％+Cr％+8.1V％-2ΔG≥0其中，Mo是鉬，Cr是鉻，V是釩。而且，假設(shè)鉻在2.5％程度以下。滿足上述條件式的材料，存在出現(xiàn)再熱裂紋的危險。
而且，現(xiàn)在主要使用的轉(zhuǎn)子基材的ΔG值如下。
1CrMoV鋼ΔG9.62CrMoV鋼ΔG5.83.5NiCrMoV鋼ΔG2.1
即任何材料都具有再熱裂紋的危險。
為了防止這樣的再熱裂紋，需要使焊接熱影響部不發(fā)生晶粒粗大化而進行堆焊。因此，如果采用TIG焊接等的熔敷速度慢的焊接方法，重疊所謂薄焊，由于反復(fù)接受焊接熱循環(huán)，焊接熱影響部變成細粒組織，可以防止再熱裂紋。
然而，如果只采用上述TIG焊接那樣的熔敷速度慢的焊接方法，會花費很多時間和成本，因而在經(jīng)濟上成為問題。另一方面，作為熔敷速度快的焊接方法，雖然有埋弧焊，但是由于其焊接熱大，因而也存在焊接部的焊深形狀深，焊接熱循環(huán)不徹底的情況，在焊接熱影響部，晶粒容易粗大化，具有發(fā)生再熱裂紋的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，鑒于這樣的問題點，其目的在于提供一種可以防止焊接熱影響部的再熱裂紋，并可以提高焊接效率的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法。
為達到上述目的，在本發(fā)明中，進行一種渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，對轉(zhuǎn)子材料實施堆焊，形成修補部，其特征在于，上述堆焊是熔敷速度快的薄焊，通過層壓此薄焊的焊道，形成上述修補部。
此外，進行一種渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，上述熔敷速度快的薄焊，是使用具有導(dǎo)電性的焊劑的電弧焊接。
此外，進行一種渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，上述修補部，從初層到規(guī)定的高度實施熔敷速度比較慢的堆焊，而在其后，在剩余部分實施熔敷速度比較快的堆焊。
此外，進行一種渦輪機用和轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，通過在上述修補部實施開槽加工，恢復(fù)轉(zhuǎn)子葉片槽。


圖1是示意表示基于本發(fā)明的第一實施方式的修補方法的轉(zhuǎn)子修補狀態(tài)的縱向截面圖。
圖2是示意表示基于本發(fā)明的第二實施方式的修補方法的轉(zhuǎn)子修補狀態(tài)的縱向截面圖。
圖3是示意表示基于本發(fā)明的第三實施方式的修補方法的轉(zhuǎn)子修補狀態(tài)的縱向截面圖。
圖4是示意表示基于本發(fā)明的第四實施方式的修補方法的轉(zhuǎn)子修補狀態(tài)的縱向截面圖。
圖5是示意表示在轉(zhuǎn)子的一例的外周部上的修補前的葉片槽附近樣子的縱向截面圖。
圖6是示意表示從轉(zhuǎn)子軸方向看在轉(zhuǎn)子另一例的外周部上的修補前的葉片槽附近樣子的縱向截面圖。
圖7是示意表示轉(zhuǎn)子修補時的焊道的層壓狀態(tài)的縱向截面圖。
圖8是示意表示從外側(cè)看堆焊中的轉(zhuǎn)子主體的狀態(tài)的圖。
圖9是示意表示轉(zhuǎn)子修補時的焊接位置的橫向截面圖。
圖10是示意表示基于以往修補方法的轉(zhuǎn)子的修補狀態(tài)的縱向截面圖。
具體實施例方式
參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。在以下的圖中，對起相同作用的部分標以相同的標號。圖1是示意表示基于本發(fā)明的第一實施方式的修補方法的轉(zhuǎn)子修補狀態(tài)的縱向截面圖。為了完全使上述焊接熱影響部細?；院干顪\的焊道進行堆焊很重要。為了進行熔敷速度快的焊接，在本實施方式中采用埋弧焊。
雖然通常很難通過埋弧焊進行焊深淺的焊接，但是通過使用具有導(dǎo)電性的焊劑，可以進行焊接時的電弧寬，寬幅而焊深淺的焊接。作為具有導(dǎo)電性的焊劑，例如可以適用(株)神戶制鋼所制焊劑PFH-203。
而且，焊接條件也很重要，通過采用以下的焊接條件，可以完全使焊接熱影響部的組織細?；?br> 焊接電流400±20A焊接電壓32±3V焊接速度310±20mm/min焊絲直徑Φ4mm上述焊接條件下的熔敷速度為180g/min左右，這與TIG焊接等相比，是通常的20倍左右的速度，焊接效率相對轉(zhuǎn)子的堆焊也足夠高。在此條件下，即時對上述的轉(zhuǎn)子材料進行堆焊和焊接后熱處理，也不會產(chǎn)生再熱裂紋。也就是如圖1A所示的焊接熱影響部，通過后續(xù)的焊接熱循環(huán)而在整個范圍內(nèi)細?；Ｒ簿褪遣话l(fā)生晶粒粗大化。
圖2是示意表示基于本發(fā)明的第二實施方式的修補方法的轉(zhuǎn)子修補狀態(tài)的縱向截面圖。在本實施方式中，從初層到規(guī)定的高度進行基于上述第一實施方式所述的焊接方法的堆焊，其后，使用焊接速度較快的焊焊接方法在剩余部分進行堆焊。由此，可以使焊接熱影響部A細?；⑦M行更快速的焊接。
具體地，從初層至10mm以上的高度，進行第一實施方式的堆焊(焊絲直徑Φ4mm的埋弧焊)，其后，在剩余部分進行基于使用直徑Φ5mm焊絲的埋弧焊的堆焊。10mm以上的高度，是指焊絲直徑Φ5mm的埋弧焊的熱影響范圍不影響到焊接熱影響部A的高度。焊絲直徑以外的焊接條件相同。而且，焊絲直徑為Φ5mm時的熔敷速度為230g/min。
圖3是示意表示基于本發(fā)明的第三實施方式的修補方法的轉(zhuǎn)子修補狀態(tài)的縱向截面圖。在本實施方式中，從初層至規(guī)定的高度，進行基于焊接熱小的所謂TIG焊接的堆焊，而在其后，在剩余部分進行基于上述第一實施方式所示的焊接方法的堆焊。由此，可以使焊接熱影響部A完全細?；⒏焖俚剡M行焊接。
具體地，從初層至7mm以上的高度進行基于TIG焊接的堆焊，其后，在剩余部分進行基于第一實施方式的焊接方法的堆焊。此7mm以上的高度，是指基于第一實施方式的埋弧焊的熱影響范圍不影響到焊接熱影響部A的高度。而且，TIG焊接的熔敷速度為10g/min左右。
圖4是示意表示基于本發(fā)明的第四實施方式的修補方法的轉(zhuǎn)子修補狀態(tài)的縱向截面圖。在本實施方式中，從初層至規(guī)定的高度，進行基于TIG焊接的堆焊，而在其后，在剩余部分進行向焊絲通以加熱電流而焊接的所謂高溫TIG焊接的堆焊。由此，可以使焊接熱影響部A完全細?；?，并可以進行更快速的焊接。
具體地，從初層至5mm以上的高度，進行基于TIG焊接的堆焊，其后，在剩余部分進行基于高溫TIG焊接的堆焊。此5mm以上的高度，是指基于高溫TIG焊接的熱影響范圍不影響到焊接熱影響部A的高度。而且，TIG焊接的熔敷速度為10g/min左右，高溫TIG焊接的熔敷速度為40g/min左右。將其中的TIG焊接條件例和高溫TIG焊接條件例在以下表示。
TIG焊接條件例焊接電流280A焊接電壓12A焊接速度100mm/min焊絲直徑Φ1.6mm焊絲進給量10g/min高溫TIG焊接條件例焊接電流280A焊接電壓12V焊接速度100mm/min焊絲直徑Φ1.6mm焊絲加熱電流150A焊絲進給量40g/min以下重新表示適用本發(fā)明的渦輪機用轉(zhuǎn)子的葉片槽的修補方法的全部順序。圖5是示意表示在轉(zhuǎn)子的一例的外周部上的修補前的葉片槽附近樣子的縱向截面圖。此圖表示在與轉(zhuǎn)子軸垂直的方向上切出的葉片槽的類型。如此圖所示，假設(shè)在設(shè)置于轉(zhuǎn)子主體101外周部上的葉片槽103上，例如角部產(chǎn)生缺陷b。在這種情況下，首先除去修補范圍B表示的轉(zhuǎn)子主體101外周部整體。
而圖6是示意表示從轉(zhuǎn)子軸方向看在轉(zhuǎn)子另一例的外周部的修補前葉片槽附近的樣子的縱向截面圖。此圖表示在轉(zhuǎn)子軸方向上切出的葉片槽的類型。如此圖所示，例如在設(shè)置于轉(zhuǎn)子主體101外周部的葉片槽103的谷部產(chǎn)生缺陷c。在這種情況下，也首先除去修補范圍C表示的轉(zhuǎn)子主體101外周部整體。
圖7是示意表示轉(zhuǎn)子修補時的焊道的層壓狀態(tài)的縱向截面圖。其中，將上述圖5或者圖6所示的修補范圍的轉(zhuǎn)子主體外周部整體除去后，如圖7所示，例如使用水冷的環(huán)狀的銅壁104，從前后卡在轉(zhuǎn)子主體101外周部附近。使轉(zhuǎn)子主體101轉(zhuǎn)動，而在銅壁104之間進行堆焊。此時，每使轉(zhuǎn)子主體101轉(zhuǎn)動一次，就移動規(guī)定的焊接間距P而按編號順序?qū)訅汉傅溃罱K形成修補部102。此圖表示層壓數(shù)為39的情況。
圖8是示意表示從外側(cè)看堆焊中的轉(zhuǎn)子主體的狀態(tài)的圖，表示焊道的移動要領(lǐng)。進行堆焊時，如此圖所示，在銅壁104之間，一邊使轉(zhuǎn)子主體101轉(zhuǎn)動，一邊使焊道在箭頭所示的焊接方向上移動，每轉(zhuǎn)動一次就使其移動規(guī)定的焊接間距P，而按編號順序?qū)訅骸８髦苤g具有規(guī)定的重疊范圍Q。
圖9是示意表示轉(zhuǎn)子修補時的焊接位置的橫向截面圖。如此圖所示，作為焊接位置，設(shè)定在箭頭T所示的位置，即相對箭頭R所示的轉(zhuǎn)子主體101的轉(zhuǎn)動方向，焊道以規(guī)定的離心量S位于轉(zhuǎn)子外周上的上游的任意位置(此圖中為中央靠左側(cè))。由此，可以進行焊道薄而寬的堆焊。相反，如果將焊道位于轉(zhuǎn)子外周上的下游的任意位置(此圖中為中央靠右側(cè))作為焊接位置，則變成焊道窄厚隆起的堆焊。
由以上說明，可知對本發(fā)明可以進行種種的修飾和變形。因此，本發(fā)明應(yīng)該不僅僅被理解為具體的記述，而在技術(shù)思想范圍內(nèi)都可以得以實施。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上述說明，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠防止焊接熱影響部的再熱裂紋，并能得到高效率的焊接的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法。
權(quán)利要求
1.一種渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，對轉(zhuǎn)子材料實施堆焊，形成修補部，其特征在于，所述堆焊是熔敷速度快的薄焊，通過層壓此薄焊的焊道，形成所述修補部。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，所述熔敷速度快的薄焊，是使用具有導(dǎo)電性的焊劑的電弧焊接。
3.如權(quán)利要求1所述的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，所述修補部，從初層到規(guī)定的高度實施熔敷速度比較慢的堆焊，而在其后，在剩余部分實施熔敷速度比較快的堆焊。
4.如權(quán)利要求2所述的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，所述修補部，從初層到規(guī)定的高度實施熔敷速度比較慢的堆焊，而在其后，在剩余部分實施熔敷速度比較快的堆焊。
5.如權(quán)利要求1所述的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，通過在所述修補部實施開槽加工，恢復(fù)轉(zhuǎn)子葉片槽。
6.如權(quán)利要求2所述的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，通過在所述修補部實施開槽加工，恢復(fù)轉(zhuǎn)子葉片槽。
7.如權(quán)利要求3所述的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，通過在所述修補部實施開槽加工，恢復(fù)轉(zhuǎn)子葉片槽。
8.如權(quán)利要求4所述的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，通過在所述修補部實施開槽加工，恢復(fù)轉(zhuǎn)子葉片槽。
9.如權(quán)利要求1所述的渦輪機用轉(zhuǎn)子的修補方法，其特征在于，所述熔敷速度快的薄焊，使用熔敷速度比TIG焊接快的焊接方法而進行。
全文摘要
本發(fā)明是一種在轉(zhuǎn)子材料上實施堆焊，形成修補部的修補方法，所述堆焊是熔敷速度快的薄焊，通過層壓此薄焊的焊道，形成所述修補部。而且，所述熔敷速度快的薄焊，是使用具有導(dǎo)電性的焊劑的埋弧焊。
文檔編號F01D5/12GK1691996SQ200380100658
公開日2005年11月2日 申請日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者福永義昭, 重隆司, 山下昌彥, 神吉秀典 申請人:三菱重工業(yè)株式會社