[发明专利]包括堆焊过程的摩擦焊接叶片到涡轮桨叶的方法

说明书

根据本发明，叶片(12’)被摩擦焊接到涡轮机的转子圆盘(10’)，所述圆盘包括具有外表面的凸出挡块(18)，在该外表面上将焊接叶片(12’)。为此：在所述挡块(18)周边的至少一部分上，在所述外表面的区域中实施堆焊过程(24)；挡块(18)的外表面和堆焊(24)被加工以使其处于相同水平；然后在被堆焊的挡块(18)外表面和叶片(12’)之间实施摩擦焊接。

技术领域

本发明涉及一种摩擦焊接叶片到涡轮机转子盘的方法，诸如航空器涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机。

背景技术

涡轮机的叶盘(DAM)是其外周边包括与圆盘集成在一起的环形列的基本径向叶片的转子圆盘。可通过摩擦焊叶片到设置有凸出挡块的圆盘获得这种类型的圆盘，每个叶片的径向内端被焊接到圆盘挡块。

当圆盘的至少一个叶片损坏并且需要更换时，其例如通过加工被移除，使得材料挡块(对应于所加工叶片的径向内端部分)保持在圆盘的周边用于焊接新叶片。

先前申请WO 2014/083275提供了使用叶片到转子圆盘上的摩擦焊接修复叶盘，圆盘包括(在外周边)在叶片被焊接的外表面上的凸出挡块。

该方法更特别地提供了：

—步骤，所述步骤包括在挡块前缘和后缘上安装止动件的步骤，每个止动件都包括凹槽，其中接合有所述挡块前缘或后缘，并且其形状与这种边缘的形状基本匹配，

—在摩擦焊接之前，通过焊接使止动件与挡块集成在一起，并且

—在摩擦焊接过程中，在止动件和挡块之间的焊珠在叶片与挡块之间连接区域周围形成的材料隆起线中至少部分地排出，例如通过加工。

然而，有趣的是，当主横截面和前缘(BA)或后缘(BF)之间的剖面的明显变化发生时，这种技术显示了其极限，特别地在DAM上，这可导致超过15、甚至超过18的高度变化。

此外，这些部件上的后缘和前缘的厚度可另外很小(小于2毫米，甚至1.5毫米)。

由于部件的几何形状，热问题可另外是临界点，由于单位面积的焊接压力在BA和BF中更高，并且产生具有更大表面或体积的热影响区域(ZAT)。

这些因素可导致在摩擦装配过程中在BA和BF中的局部应变。

剖面中的上述明显变化也可以是焊接组件的微观结构中某些异质性的来源。

发明内容

本发明的一个目的是至少限制这种缺点，甚至克服该缺点。

为此提供了一种解决方案：

—在所述外表面的区域中，堆焊(用材料再填充)该挡块的外周边的至少一部分，因此获得增大焊接表面(比该挡块的所述外表面更大)，

—加工所述挡块的外表面和堆焊，以使它们处于相同水平，并且

—摩擦焊接被堆焊的挡块的外表面和叶片。

实际上，堆焊的精确性先验地很必要以保证具有所需冶金的最终装配。

因此，加工将因此有利地可以保住平面度与摩擦焊接方法的要求完全一致。

在此背景下，需要建议的是，加工步骤应包括在挡块的外表面和堆焊之间提供小于0.5毫米的平面度，并且优选地小于0.1mm。

在摩擦焊接过程中，熔化区域与所述堆焊(再填充)连接，因此部件通过堆焊(再填充)添加的一部分材料将在“闪光”中排出；事实上，被限制在严格局部接触点的电流将导致重复火花(闪光)以及熔融金属的排出。因此需要建议的是：

—该挡块在加工之后以及在摩擦焊接之前应在预定方向中根据第一高度被定位在圆盘上，然后在摩擦焊接之后根据比第一更小的第二高度被定位，