CH310029A - Verfahren zum Aufschweissen von Turbinenschaufeln auf die Radscheibe eines Turbinenlaufkörpers. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Aufschweissen von Turbinenschaufeln auf die Radscheibe  eines     Turbinenlaufkörpers.       Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Befestigung der Laufschaufeln .auf der Rad  scheibe eines     Turbinenlaufkörpers    mittels  einer     X-Naht-Verbindungsschweissung.    Bei  einer derartigen V     erbindungsschweissung    ist  es nach bekannten     Pertigungsverfahren     schwierig,

   die vorgesehenen     Schaufehvinkel          des    Gitters namentlich am Austritt des  Arbeitsmediums im geschweissten Fertig  zustand möglichst genau einzuhalten und da  mit die Sollwerte für die Schluckfähigkeit       und    auch für die Energieumsetzung in den  Schaufelkanälen, insbesondere bei der Reihen  fertigung, mit. Sicherheit zu erreichen.  



  Es ist bekannt, den ganzen Schaufelsatz in  einer besondern Schweissvorrichtung uni den       Iladseheibenkörper    herum einzureihen, wobei  sich die Schaufelfüsse mit ihrer Unterseite       liings    einer mehr oder minder breiten Fläche  an den Scheibenrand anlegen und von aussen  her angedrückt werden. Die Stirnseiten der  Fussklötze werden dabei von Stützflächen der  Vorrichtung erfasst.

   Je nach der Art des  Schweissverfahrens (von Hand oder     automa-          liseh)    sind die     Lücken    in der     1Vleridianbe-          grenzung    der beiden Seiten der     Berührfläche          von    Schaufel und Radkörper     tulpenförmig     oder     ke;

  eli@,.    Trotz aller     Herstell.un.gsgenauig-          keit,    die wirtschaftlich noch einigermassen       vertretbar    ist, lassen sich aber beim Einbau  der Schaufelfüsse um den Radkörper herum  auch bei sorgfältiger Gestaltung der Vor-         richtung    gewisse Spiele nicht vermeiden;  diese genügen bei der durch den Schweissvor  gang bedingten örtlichen Erwärmung, um  unkontrollierbare Bewegungen der Schaufel  zuzulassen mit dem Ergebnis, dass der       Schaufelaustrittswinkel    und damit der Kanal  querschnitt am Austritt oft beachtliche Ab  weichungen von dem Sollwert der Auslegung  hat.  



  Die Aufgabe der Erfindung besteht  darin, eine derartige Verlagerung der Einzel  schaufeln     weitgehendst    unmöglich zu machen  und ein     Verfahren    anzugeben, welches den       Forderungen    nach grösster Herstellungs  genauigkeit bei der Befestigung der Lauf  schaufeln auf der Radscheibe eines Turbinen  laufkörpers mittels der bekannten     X-Naht-          Verbindungsschweissung    gerecht     wird.     



  Die genannten Nachteile und Schwierig  keiten werden mit. dem Verfahren gemäss vor  liegender Erfindung dadurch vermieden, dass  die     Laufscbaufeln    am Schaufelfuss und die       hadscheibe    am Umfang mit Bezug zur     Schei-          benmittelebene    auf einer Seite mit     Abschrä        -          gungen    versehen werden, die zusammengesetzt  eine V-förmige Hohlkehle bilden, und auf der  andern Seite eine aus Nut und Feder be  stehende     Vernutung    angebracht wird, mit der  die Schaufeln auf der Radscheibe fixiert wer  den.

   Erfindungsgemäss werden nun einige  Schweissraupen in die so entstandene Hohl  kehle gelegt, dann wird die     Vernutung    durch      Einarbeiten einer zweiten V-förmigen Hohl  kehle beseitigt und schliesslich diese Hohlkehle       und    die erste Hohlkehle vollständig mit  Schweissraupen ausgefüllt.  



  Die aus Nut und Feder bestehende     Ver-          nutung    zum Fixieren der Schaufeln kann aus  einem an der Radscheibe angedrehten Leisten  ansatz und einer in den Schaufelfuss einge  arbeiteten Nut bestehen, oder es kann umge  kehrt der Leistenansatz am Schaufelfuss und  die Nut am Umfang der Radscheibe an  gebracht sein. Bauliche Gründe oder Ferti  gungsrücksichten werden dies im Einzelfall  im einen oder andern Sinne entscheiden.

   Das  volle     zuv        erlässize    Durchschweissen des gesam  ten     Ansehlussquerschnittes    vom     Sehaufelfuss-          stück    zum Scheibenrand ist dadurch ohne  weiteres möglich, da die     Vernutung,    welche  die Einhaltung der Schaufelwinkel gewähr  leistet, in dem Teil. der zu verschweissenden       Radkranzbreite    angeordnet ist, welcher bei  der Nahtfolge von einer Stirnseite her noch  nicht berührt wird. Ist einmal eine durch  laufende Ringnaht auf der zunächst offenen  Seite des X-Stosses gezogen, so kann bei den  nachfolgenden Arbeitsgängen eine merkliche  Verlagerung der beiden Bauteile gegenein  ander nicht mehr auftreten.  



  Vorteilhaft kann die Hohlkehle für die  zweite     1-Iälfte    der     X-Naht-Sehweissung    bis auf  den Schweissgrund der ersten Hälfte einge  arbeitet sein.  



  An Hand der Zeichnung wird das       Schweissverfahren    gemäss der Erfindung bei  spielsweise erläutert. Es zeigt:       Fig.1    einen Schnitt durch die Verbin  dungsstelle von Schaufel und Radscheibe  nach der bekannten Ausführung,       Fig.    2 bis 5 einzelne Fertigungsstufen  einer     X-,Naht-Verbindungssehweissung    nach  der Erfindung,       Fing.    6 die Draufsicht auf die Schaufelver  bindung im Fertigungszustand nach     Fig.    2.

    In dem Schnittbild der     Fig.    1. ist die  bekannte Ausführung einer     X-Naht-Verbin-          dungssehweissung    dargestellt, wobei die Schau  feln 1 des     Schaufelgitters    um den     Radschei-          benkörper    2 herum in einer besonderen, nicht    dargestellten     Schweissvorrichtung    eingelegt  sind. Schaufeln 1. und     PLadseheibenkörper    2  berühren sich dabei     längs    der Ringfläche 3.

    Auf beiden     Stirnseiten    lassen die Konturen  von Radscheibe und     Schaufelfuss    die Hohl  kehlen     -1u,        .Ib    frei, welche vom Schweissgut  ausgefüllt werden sollen. Die     Fig.    2 - 5 zeigen  die     X-Naht-Verbindungssehweissung    nach der  Erfindung in einzelnen     Fertigungsstufen.        Wie     aus     Fig.    ? erkennbar, besitzt die     Laufschaufel     1 mit Bezug zur     Scheibenmittelebene    auf der  einen Seite einen Leistenansatz 5, welcher in  eine Nut 6 der     Radscheibe    ? eingreift. Damit.

    erreicht man eine eindeutige     und    gleichmässige  Zuordnung des Austrittswinkels am Schaufel  blatt beim Einbau der Schaufel 1 in die     Rad-          sc        heibe    2, die auch während des Schweissvor  ganges erhalten bleibt.

   Die in die     Ringnut    6  eingesetzten Schaufeln 1 können durch einen  am Absatz 8 angreifenden Spannring an die  Radscheibe ?     angepresst    werden, wodurch ihre  radiale     Festlegung    durch     Anlage    auf dem       Nutgrund    gesichert wird.     Aur    der andern  Seite sind die Schaufelfüsse und die Rad  scheibe so abgeschrägt, dass sie zusammen eine  umlaufende     V-förmige    Hohlkehle     7a.    bilden.

   Im       Ausgängszustand    - dargestellt durch die       Fig.    2 -ist also nur diese durch eine Hohl  kehle 7a, für die Aufnahme des Schweissgutes  der     X-Naht-Verbindung    vorhanden, während  auf der andern Seite die     I'ernutung@    ange  ordnet ist, welche die Schaufeln auf der Rad  scheibe fixiert.  



  Im Fertigungszustand     gemäss        Fig.    3 sind  in die Hohlkehle 7a. bereits zwei umlaufende  Schweissraupen 9     eingelegt    und     dadurch    die  Schaufel 1 mit der Radscheibe \' schon fest  verbunden und in ihrer     geforderten    Lage mit  hinreichender     Genauigkeit    festgelegt.     Jetzl     wird die     Vernutun-\        entsprechend        Fir.    4  durch Einarbeiten einer zweiten     V-förmigen     Hohlkehle     7b    beseitigt.

       Zwecl@mässig,erweise     kann man dabei in bekannter Weise auch den  Schweissgrund der ersten Schweissraupe ent  fernen. In die auf diese     weise    entstandene  Hohlkehle     7b    wird dann die     Üegennaht        des,          X-Stosses    eingebracht.

   Nachdem diese im  Grunde mit ein oder zwei     Schweissraupen         <B>t</B> ausgefüllt ist, können.     entsspreehend        Fig.   <B>5</B>  <B>-</B>     I        el     die verbleibenden Räume der Hohlkehlen     7a     und     7b    mit Schweissgut     ausgefüllt    werden.  Dabei kann eine wechselseitige Einbringung  der Schweissraupen von Vorteil sein, um V er  iiehun     -gen    durch ungleichmässige     Wärme-          dehnungen    entgegenzuwirken.  



  In     Fig.    6 sind die einzelnen Teile mit den       (;]eichen    Bezugszeichen versehen wie in     Fig.    2  bis 5. Zusätzlich ist noch an ein Schaufelblatt  die Sehne s angelegt, die mit dem Leistenan  satz 5 des Schaufelfusses bzw. mit der Seiten  kante der Nut .den Winkel a einschliesst.  



  Das Verfahren nach der Erfindung ver  einfacht auch die Verwendung eines einzigen       srhaufeltyps    für die     Verwirklichung        ver-          seliieclener        Unterauslegungen,    da die Leiste in       beliebiger    Neigung a zur Schaufelsehne an  gebracht werden kann.

   Das erfindungsgemässe       Vei#fahren    ist auch dann anwendbar, wenn       statt    einzelner Schaufeln     Segmentpakete    von  Schaufeln, welche im.     Präzisionsgussverfahren,          zum    Beispiel im     Schirielzwachsverfahren,     leicht     lierstellbar    sind, auf den     'Radkranz        auf-          ;eseli#%veisst    werden;

   solche     Lösungen    sind     ins-          l;esondere    bei     hocliwarmfesten,    weniger     dukti-          len    Stählen mit hoher     Wärmedehnung    und  geringerer     Wärmeleitfähigkeit        (Aiistenite)          @;ngebraeht,    um die     Rissanfälligkeit    der       Schweissrinmaht        einzudämmen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRLTCII Verfahren zur Befestigung der Lauf sehaufeln auf der Radscheibe von Turbinen- liiufern mittels über den Seheibenumfang sich erstreckender X-Naht-Schweissung, dadurch ;

   #ekennzeiehnet, dass die Laufschaufeln (1) am Schaufelfuss und die Radscheibe (2) am Umfang mit Bezug zur Scheibenmittelebene auf einer Seite mit Abschrägungen versehen werden, die zusammengesetzt eine V-förmige Hohlkehle (7a) bilden, und auf der andern Seite eine aus Nut (6) und Feder (5) be stehende Vernutung angebracht wird, mit der die Schaufeln (1) auf der Radscheibe fixiert -werden, worauf einige Schweissraupen (9) in die Hohlkehle (7a) gelegt werden,

   dann die Vernutung durch Einarbeiten einer zweiten V-förmigen Hohlkehle (7b) beseitigt wird und schliesslich diese Hohlkehle (7b) und die erste Hohlkehle (7a) vollständig mit Schweiss raupen ausgefüllt werden. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zum Fixieren der Schaufeln am Umfang der Radseheibe (2) an den Schaufelfüssen je ein Leistenansatz (5) und am Umfang der Radscheibe eine Ringnut (6) angebracht wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zum Fixieren der Schaufeln am Umfang der Radscheibe (2) an dieser ein Leistenansatz und an den Schau felfüssen eine entsprechende Nut angebracht wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Hohlkehle für die zweite Hälfte der X-Naht-Sehweissung bis auf den Schweissgrund der ersten Hälfte ein gearbeitet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die radiale Fest legung der in die Nut (6) der Radscheibe (2) eingesetzten Schaufeln (1) durch einen Spannring erfolgt. .