[发明专利]涡轮转子叶片修复方法

说明书

本发明公开了一种涡轮转子叶片修复方法。该方法用于修复涡轮转子叶片同时抑制由于焊接导致的裂纹产生。用于修复涡轮转子叶片末端的翼片损坏的方法包括执行堆焊并由此通过焊接在翼片的被损坏部分覆盖焊接金属的步骤(步骤S2)，敲击在翼片和通过焊接覆盖的部分之间的边界区域的步骤(步骤S4)，以及执行固溶处理以修复涡轮转子叶片的翼片的损坏的步骤(步骤S6)。敲击通过敲击锤执行，并且，在翼片和覆盖金属之间的边界区域上执行固溶处理之后，执行移除加工以移除边界区域的一部分。通过该方法，涡轮转子叶片的翼片损坏可以被修复。

本申请是申请号为200980100135.2、申请日为2009年2月9日、申请人为三菱重工业株式会社、发明名称为“涡轮转子叶片修复方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种涡轮转子叶片修复方法，且在应用到修复用于产生动力的燃气涡轮的转子叶片时尤其有效。

背景技术

在涡轮中，多个盘片沿旋转轴的轴线方向布置。在这些盘片的周边，大量的涡轮转子叶片沿圆周方向彼此相邻地植入。在沿轴向彼此相邻的涡轮转子叶片之间，设置有定子叶片，定子叶片设置在覆盖涡轮转子叶片的外部的罩壳之内。在涡轮转子和定子叶片之间经过的高温燃气驱动涡轮转子叶片和旋转轴，以例如驱动压缩机和发电机。

在转子叶片外侧的罩壳的侧面，布置有一部件，其确定到转子叶片的末梢的间隙。该部件往往由易磨损的蜂窝结构形成或涂有专门的易刮擦的涂料，从而即使这些部件由于诸如间隙控制失误这样的原因而与转子叶片接触，对转子叶片的损坏可以被最小化。

如果该间隙较大，气体通过该间隙泄漏从而降低涡轮的效率。相应的，理想的是间隙越小越好。另一方面，间隙减小增加了上述与所述部件接触的风险。然而，近年来，存在与日益增长的对效率提高的需要相关的日益增长的对制造尽可能小的间隙的需要。因此，上述接触的风险必然不断增加。

上述涡轮转子叶片的例子包括，例如，涡轮转子叶片50具有设置在叶片部分51的末端51a处的翼片52，如图6所示(图6中叶片部分51的上端部)。提供如上所述的叶片部分51的末端51a处的翼片52，在涡轮转子叶片 50和在罩壳侧上的上述部件之间的间隙被调整为尽可能的小。

由于涡轮转子叶片如前所述要经受高温环境，存在这样的情况：翼片被诸如氧化这样的老化或在操作期间由于与罩壳侧部件的接触所损坏。在这样的情况下，如图7所示，通过使用焊接热源41的焊接将丝形式的焊料42覆盖到基部材料53上以修复翼片(例如参见专利文献1)。在这种时候，通过焊接在基部材料53上覆盖焊料54。基部材料53在融化边界56上方的区域中被来自焊接热源41的热量所融化，并且由于在融化边界56下方的区域中的热量而成为热影响区55。

专利文献1：JP-A-Hei-10-80767

发明内容

本发明要解决的技术问题

涡轮转子叶片使用镍基超合金制造，该超合金是γ’(Ni₃(Al，Ti))加强的超合金。通常，包含在镍基超合金中的铝和钛被认为增加了焊接过程中的热裂纹敏感性。因此，随着Al和Ti的含量增大，即γ’的量的增大，在焊接过程中热裂纹的产生也增多。

另一方面，通常，翼片部分是末端部分，由此在很多情况下并不需要如叶片主体那样的高强度。在这样的情况下，当涡轮转子叶片的翼片被修复时，该修复往往通过使用焊接材料的堆焊来执行，其中该焊接材料不同于基部材料并且通过稍微牺牲强度降低Al和Ti的含量而具有改善的可焊接性。在很多情况下，如上所述，在焊接金属本身中的裂纹(在图8(a)和(b)中的固态裂纹57)可以通过改善在如上所述焊接材料侧的焊接性而得到避免。