JPH04356379A - 電子ビーム溶接による蒸気タービンの静翼リング - Google Patents
電子ビーム溶接による蒸気タービンの静翼リングInfo
- Publication number
- JPH04356379A JPH04356379A JP15573591A JP15573591A JPH04356379A JP H04356379 A JPH04356379 A JP H04356379A JP 15573591 A JP15573591 A JP 15573591A JP 15573591 A JP15573591 A JP 15573591A JP H04356379 A JPH04356379 A JP H04356379A
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- JP
- Japan
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- electron beam
- ring
- welded
- steam turbine
- beam welding
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子ビーム溶接によ
る蒸気タービンの静翼リングに関する。
る蒸気タービンの静翼リングに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は蒸気タービンの静翼リングの斜視
図である。従来、静翼リングは２つ割りの外リング１と
内リング２との間にノズル片３を取り付けている。図３
は手溶接による静翼リングの要部斜視図で、図３の（Ａ
）はノズル片を示し、図３の（Ｂ）は図３の（Ａ）のノ
ズル片を外リングおよび内リングに溶接した状態を示す
。ノズル片３には突出部を有するはめ込部３ａ，３ｂが
一体に形成されている。ノズル片３のはめ込部３ａ，３
ｂを外リング１の溝および内リング２の溝に挿入し、は
め込部３ａの端面と外リング１、およびはめ込部３ｂの
端面と内リング２とを手溶接していた。４は手溶接部を
示す。この例では溶接時に、はめ込部３ａ，３ｂに熱応
力を発生するので、はめ込部３ａ，３ｂの肉厚を厚くし
なければならなかった。
図である。従来、静翼リングは２つ割りの外リング１と
内リング２との間にノズル片３を取り付けている。図３
は手溶接による静翼リングの要部斜視図で、図３の（Ａ
）はノズル片を示し、図３の（Ｂ）は図３の（Ａ）のノ
ズル片を外リングおよび内リングに溶接した状態を示す
。ノズル片３には突出部を有するはめ込部３ａ，３ｂが
一体に形成されている。ノズル片３のはめ込部３ａ，３
ｂを外リング１の溝および内リング２の溝に挿入し、は
め込部３ａの端面と外リング１、およびはめ込部３ｂの
端面と内リング２とを手溶接していた。４は手溶接部を
示す。この例では溶接時に、はめ込部３ａ，３ｂに熱応
力を発生するので、はめ込部３ａ，３ｂの肉厚を厚くし
なければならなかった。
【０００３】また、電子ビーム溶接による蒸気タービン
の静翼リングがある。電子ビームが固体金属中に浸入す
る深さは、加速電圧に比例する。したがって、材料が溶
融状態に止まっている限り表面溶融がおこらない。実際
に用いられる電子ビーム溶接は、深い溶け込み作用を利
用する。ビームのパワー密度が高く、溶融池の中に細く
て深井孔が形成されると、この孔の周囲はビーム軸から
分散したビームのエネルギーによって加熱溶融されるの
で、熱源としてはアーク溶接などと異なり、材料に垂直
に突きささった線熱源となる。電子ビーム溶接は、下記
の特徴がある。 ａ）微小ビーム径 電子ビームは電磁的あるいは静電
的にその径をきわめて細く絞ることができる。 ｂ）局所高温加熱 電子ビームはきわめて小さいスポ
ットに絞れるとともに、電子は真空中できわめて高速に
加熱することができるので、きわめて高いパワー密度で
加熱エネルギーを日加工物の微小部分に与えることが可
能である。 ｃ）材料内部への貫入性 電子ビームを工具としてみ
る場合、電子が固体内部へ浸入し、加工エネルギが材料
内部に与えられる。 ｄ）高速制御性 電子は質量が小さく、電荷容量が大
きいので、電気的あるいは磁気的に高速度で制御するこ
とがきわめて容易である。 ｅ）化学的清浄性 電子ビームは純粋に電機的なエネ
ルギである。電子ビームは真空状態での動作による清浄
性とあいまって化学的に清浄な溶接作業ができる。 ｆ）広範囲なパワーおよびパワー密度 電子ビームの
パワーは同じ装置を用いても１００倍かそれ以上まで、
単にビーム電流が加速電圧またはその両方を変えること
によって変化させることができる。
の静翼リングがある。電子ビームが固体金属中に浸入す
る深さは、加速電圧に比例する。したがって、材料が溶
融状態に止まっている限り表面溶融がおこらない。実際
に用いられる電子ビーム溶接は、深い溶け込み作用を利
用する。ビームのパワー密度が高く、溶融池の中に細く
て深井孔が形成されると、この孔の周囲はビーム軸から
分散したビームのエネルギーによって加熱溶融されるの
で、熱源としてはアーク溶接などと異なり、材料に垂直
に突きささった線熱源となる。電子ビーム溶接は、下記
の特徴がある。 ａ）微小ビーム径 電子ビームは電磁的あるいは静電
的にその径をきわめて細く絞ることができる。 ｂ）局所高温加熱 電子ビームはきわめて小さいスポ
ットに絞れるとともに、電子は真空中できわめて高速に
加熱することができるので、きわめて高いパワー密度で
加熱エネルギーを日加工物の微小部分に与えることが可
能である。 ｃ）材料内部への貫入性 電子ビームを工具としてみ
る場合、電子が固体内部へ浸入し、加工エネルギが材料
内部に与えられる。 ｄ）高速制御性 電子は質量が小さく、電荷容量が大
きいので、電気的あるいは磁気的に高速度で制御するこ
とがきわめて容易である。 ｅ）化学的清浄性 電子ビームは純粋に電機的なエネ
ルギである。電子ビームは真空状態での動作による清浄
性とあいまって化学的に清浄な溶接作業ができる。 ｆ）広範囲なパワーおよびパワー密度 電子ビームの
パワーは同じ装置を用いても１００倍かそれ以上まで、
単にビーム電流が加速電圧またはその両方を変えること
によって変化させることができる。
【０００４】図４は従来の電子ビーム溶接による蒸気タ
ービンの静翼リングの要部斜視図で、図４の（Ａ）はノ
ズル片を示し、図４の（Ｂ）は図４の（Ａ）のノズル片
を外リングおよび内リングに溶接した状態を示す。ノズ
ル片３を加工するとともに、外径側および内径側の２個
のスペーサリング５にノズル片取り付け穴６をレーザ加
工により設け、このノズル片取付穴６にノズル片３を取
り付ける。このようにしてノズル片３を取り付けたスペ
ーサリング５を外リング１および内リング２にはめ合わ
せ、外リング１とスペーサリング５の端面を電子ビーム
溶接する。７は電子ビーム溶接による溶着部を示す。
ービンの静翼リングの要部斜視図で、図４の（Ａ）はノ
ズル片を示し、図４の（Ｂ）は図４の（Ａ）のノズル片
を外リングおよび内リングに溶接した状態を示す。ノズ
ル片３を加工するとともに、外径側および内径側の２個
のスペーサリング５にノズル片取り付け穴６をレーザ加
工により設け、このノズル片取付穴６にノズル片３を取
り付ける。このようにしてノズル片３を取り付けたスペ
ーサリング５を外リング１および内リング２にはめ合わ
せ、外リング１とスペーサリング５の端面を電子ビーム
溶接する。７は電子ビーム溶接による溶着部を示す。
【０００５】図５は従来の電子ビーム溶接による静翼リ
ングの溶接部の断面図である。図５において、外リング
１とスペーサリング５とを溶接シーム７ａが直線となる
ように接触させ、上面と下面から電子ビームを打ち込ん
で電子ビームによる溶着部７を形成していた。
ングの溶接部の断面図である。図５において、外リング
１とスペーサリング５とを溶接シーム７ａが直線となる
ように接触させ、上面と下面から電子ビームを打ち込ん
で電子ビームによる溶着部７を形成していた。
【０００６】電子ビーム装置はハードの耐力の点からビ
ームエネルギおよび連続時間が制限され、板厚の厚い部
分の電子ビーム溶接は、片側からのみビームを板に貫通
させることが困難であり、板厚の半分の深さまで板の両
側からビームを打つ方法が採用されていた。このように
板の両面からビームを打つと板厚中央部にボイド８が累
積し、溶着部７の強度が低下する。したがって、強度を
増すために対策が求められていた。
ームエネルギおよび連続時間が制限され、板厚の厚い部
分の電子ビーム溶接は、片側からのみビームを板に貫通
させることが困難であり、板厚の半分の深さまで板の両
側からビームを打つ方法が採用されていた。このように
板の両面からビームを打つと板厚中央部にボイド８が累
積し、溶着部７の強度が低下する。したがって、強度を
増すために対策が求められていた。
【０００７】この発明は、電子ビーム溶接すべき母材の
電子ビーム先端に発生するボイドが重ならないようにし
て、溶着部の強度を増した電子ビーム溶接による蒸気タ
ービンの静翼リングを提供することを目的とする。
電子ビーム先端に発生するボイドが重ならないようにし
て、溶着部の強度を増した電子ビーム溶接による蒸気タ
ービンの静翼リングを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】外リングと内リングとの
間にスペーサリングを介してノズル片を電子ビーム溶接
する蒸気タービンの静翼リングにおいて、電子ビーム溶
接すべき母材の中央部にはめ込型食違部を設け、前記母
材の両面からそれぞれ溶接シームに沿って電子ビームを
打ち込んで溶接することによって、上記目的を達成する
。
間にスペーサリングを介してノズル片を電子ビーム溶接
する蒸気タービンの静翼リングにおいて、電子ビーム溶
接すべき母材の中央部にはめ込型食違部を設け、前記母
材の両面からそれぞれ溶接シームに沿って電子ビームを
打ち込んで溶接することによって、上記目的を達成する
。
【０００９】なお、請求項１記載の電子ビーム溶接によ
る蒸気タービンの静翼リングにおいて、外リングとスペ
ーサリングおよび内リングとスペーサリングとを電子ビ
ーム溶接すれば、静翼リングの強度を高める上に好適で
ある。
る蒸気タービンの静翼リングにおいて、外リングとスペ
ーサリングおよび内リングとスペーサリングとを電子ビ
ーム溶接すれば、静翼リングの強度を高める上に好適で
ある。
【００１０】さらに、請求項１記載の電子ビーム溶接に
よる蒸気タービンの静翼リングにおいて、電子ビーム溶
接すべき母材の両面から母材の中央部より奥まで電子ビ
ームを打ち込むようにすれば、ボイドが重ならないよう
にすに上に好適である。
よる蒸気タービンの静翼リングにおいて、電子ビーム溶
接すべき母材の両面から母材の中央部より奥まで電子ビ
ームを打ち込むようにすれば、ボイドが重ならないよう
にすに上に好適である。
【００１１】
【作用】この発明は、電子ビーム溶接すべき母材の中央
部にはめ込型食違部を設け、母材の両面から母材の溶接
シームに沿って電子ビームを打ち込むので、電子ビーム
の先端に発生するボイドは食違うようになって、ボイド
が重なることはないので溶着部の強度を増すことができ
る。
部にはめ込型食違部を設け、母材の両面から母材の溶接
シームに沿って電子ビームを打ち込むので、電子ビーム
の先端に発生するボイドは食違うようになって、ボイド
が重なることはないので溶着部の強度を増すことができ
る。
【００１２】なお、外リングとスペーサリングとを電子
ビーム溶接するとともに、内リングとスペーサリングと
を電子ビーム溶接すれば、電子ビームによる熱は局部的
に発生するので母材には熱による歪みが生じないため、
スペーサリングを薄くすることができる。
ビーム溶接するとともに、内リングとスペーサリングと
を電子ビーム溶接すれば、電子ビームによる熱は局部的
に発生するので母材には熱による歪みが生じないため、
スペーサリングを薄くすることができる。
【００１３】さらに、電子ビーム溶接すべき母材の両面
から母材の中央部より奥まで電子ビームを打ち込むよう
にすれば、母材の中央部のはめ込型食違部まで溶接シー
ムに沿って溶着部が形成されるので、溶着部の強度を増
すことができる。
から母材の中央部より奥まで電子ビームを打ち込むよう
にすれば、母材の中央部のはめ込型食違部まで溶接シー
ムに沿って溶着部が形成されるので、溶着部の強度を増
すことができる。
【００１４】
【実施例】この発明の実施例による静翼リングは、図４
の（Ａ）および（Ｂ）と同様に、ノズル片３を加工する
とともに、外径側および内径側の２個のスペーサリング
５にノズル片取付穴６をレーザ加工により設け、このノ
ズル片取付穴６にノズル片３を取り付ける。ノズル片３
を取り付けたスペーサリング５，５を外リング１および
内リング２の間に挿入する。
の（Ａ）および（Ｂ）と同様に、ノズル片３を加工する
とともに、外径側および内径側の２個のスペーサリング
５にノズル片取付穴６をレーザ加工により設け、このノ
ズル片取付穴６にノズル片３を取り付ける。ノズル片３
を取り付けたスペーサリング５，５を外リング１および
内リング２の間に挿入する。
【００１５】図１はこの発明の実施例による静翼リング
の溶接部の断面図である。図１において、図５と同じ部
位は同じ符号を付してある。図１において、外リング１
とスペーサリング５とを電子ビーム溶接するとともに、
両方の母材の中央部にはめ込型食違部９を設け、母材の
上下の両面からそれぞれの溶接シーム７ａに沿って電子
ビームを打ち込むと、電子ビームによって局部的に加熱
されて溶着部７を形成し、外リング１とスペーサリング
５とは溶接される。同様にして内リング２とスペーサリ
ング５とを電子ビーム溶接する。電子ビームの先端に発
生するボイド９は食違うようになって、ボイド９が重な
ることはない
の溶接部の断面図である。図１において、図５と同じ部
位は同じ符号を付してある。図１において、外リング１
とスペーサリング５とを電子ビーム溶接するとともに、
両方の母材の中央部にはめ込型食違部９を設け、母材の
上下の両面からそれぞれの溶接シーム７ａに沿って電子
ビームを打ち込むと、電子ビームによって局部的に加熱
されて溶着部７を形成し、外リング１とスペーサリング
５とは溶接される。同様にして内リング２とスペーサリ
ング５とを電子ビーム溶接する。電子ビームの先端に発
生するボイド９は食違うようになって、ボイド９が重な
ることはない
【００１６】なお、外リング１およびスペーサリング５
の溶接シーム７ａに沿って、母材の上下の面からそれぞ
れ中央部の奥まで、電子ビームを打ち込むようにすれば
、溶接シーム７ａに沿って母材の中央部まで、完全に溶
着部７が形成され、溶着部の強度を増加させる。
の溶接シーム７ａに沿って、母材の上下の面からそれぞ
れ中央部の奥まで、電子ビームを打ち込むようにすれば
、溶接シーム７ａに沿って母材の中央部まで、完全に溶
着部７が形成され、溶着部の強度を増加させる。
【００１７】
【発明の効果】この発明によれば、電子ビーム溶接すべ
き母材の中央部にはめ込型食違部を設け、母材の両面か
ら母材の溶接シームに沿って電子ビームを打ち込むので
、溶接シームが食い違っているため、電子ビームの先端
に形成されるボイドは重なることがない。したがって、
溶着部の強度を増した静翼リングを製作できる。その上
、はめ込型食違部によって静翼リングを流れる蒸気の圧
力を支持することができる。
き母材の中央部にはめ込型食違部を設け、母材の両面か
ら母材の溶接シームに沿って電子ビームを打ち込むので
、溶接シームが食い違っているため、電子ビームの先端
に形成されるボイドは重なることがない。したがって、
溶着部の強度を増した静翼リングを製作できる。その上
、はめ込型食違部によって静翼リングを流れる蒸気の圧
力を支持することができる。
【００１８】電子ビーム溶接すべき母材の両面から母材
の中央部より奥まで電子ビームを打ち込むようにすれば
、溶接シームに沿って母材の中央部まで完全に電子ビー
ム溶接することができて、溶着部の強度を増した静翼リ
ングを製作できる。
の中央部より奥まで電子ビームを打ち込むようにすれば
、溶接シームに沿って母材の中央部まで完全に電子ビー
ム溶接することができて、溶着部の強度を増した静翼リ
ングを製作できる。
【図１】この発明の実施例による静翼リングの溶接部の
断面図である。
断面図である。
【図２】蒸気タービンの静翼リングの斜視図である。
【図３】従来の手溶接による静翼リングの要部斜視図で
、（Ａ）はノズル片を示し、（Ｂ）は（Ａ）のノズル片
を外リングおよび内リングに溶接した状態を示す。
、（Ａ）はノズル片を示し、（Ｂ）は（Ａ）のノズル片
を外リングおよび内リングに溶接した状態を示す。
【図４】従来の電子ビーム溶接による静翼リングの要部
斜視図で、（Ａ）はノズル片を示し、（Ｂ）は（Ａ）の
ノズル片を外リングおよび内リングに溶接した状態を示
す。
斜視図で、（Ａ）はノズル片を示し、（Ｂ）は（Ａ）の
ノズル片を外リングおよび内リングに溶接した状態を示
す。
【図５】従来の電子ビーム溶接による静翼リングの溶接
部の断面図である。
部の断面図である。
１ 外リング
２ 内リング
３ ノズル片
５ スペーサリング
６ ノズル片取付穴
７ 溶着部
７ａ 溶接シーム
８ ボイド
９ はめ込型食違部
Claims (3)
- 【請求項１】外リングと内リングとの間にスペーサリン
グを介してノズル片を電子ビーム溶接する蒸気タービン
の静翼リングにおいて、電子ビーム溶接すべき母材の中
央部にはめ込型食違部を設け、前記母材の両面からそれ
ぞれ溶接シームに沿って電子ビームを打ち込んで溶接す
ることを特徴とする電子ビーム溶接による蒸気タービン
の静翼リング。 - 【請求項２】請求項１記載の電子ビーム溶接による蒸気
タービンの静翼リングにおいて、外リングとスペーサリ
ングおよび内リングとスペーサリングとを電子ビーム溶
接することを特徴とする電子ビーム溶接による蒸気ター
ビンの静翼リング。 - 【請求項３】請求項１記載の電子ビーム溶接による蒸気
タービンの静翼リングにおいて、電子ビーム溶接すべき
母材の両面から母材の中央部より奥まで電子ビームを打
ち込むことを特徴とする電子ビーム溶接による蒸気ター
ビンの静翼リング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15573591A JPH04356379A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 電子ビーム溶接による蒸気タービンの静翼リング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15573591A JPH04356379A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 電子ビーム溶接による蒸気タービンの静翼リング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04356379A true JPH04356379A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15612306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15573591A Pending JPH04356379A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 電子ビーム溶接による蒸気タービンの静翼リング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04356379A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6321448B1 (en) | 1999-07-23 | 2001-11-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing turbine nozzle |
| CN1296172C (zh) * | 2004-05-19 | 2007-01-24 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机隔板电子束焊接方法 |
| CN102319951A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-01-18 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机大厚度隔板电子束焊接方法 |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP15573591A patent/JPH04356379A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6321448B1 (en) | 1999-07-23 | 2001-11-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing turbine nozzle |
| CN1296172C (zh) * | 2004-05-19 | 2007-01-24 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机隔板电子束焊接方法 |
| CN102319951A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-01-18 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机大厚度隔板电子束焊接方法 |
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