JPH09206940A - コートされた部品の修理のための可変極性アーク技術 - Google Patents
コートされた部品の修理のための可変極性アーク技術Info
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- JPH09206940A JPH09206940A JP9005120A JP512097A JPH09206940A JP H09206940 A JPH09206940 A JP H09206940A JP 9005120 A JP9005120 A JP 9005120A JP 512097 A JP512097 A JP 512097A JP H09206940 A JPH09206940 A JP H09206940A
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- Japan
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- coating
- welding
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
- B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コーティングされた物体、特にガスタービン
エンジン部品の修理のための可変極性アーク法を提供す
る。 【解決手段】 可変極性溶接法を、コートされた物体、
特にガスタービンエンジン部品の修理のために使用す
る。上記可変極性溶接は、その溶接プロセス中に上記コ
ーティングを除去することが見いだされた。このことに
よって、上記修理プロセスにおいて必要な高コストステ
ップを排除することができる。
エンジン部品の修理のための可変極性アーク法を提供す
る。 【解決手段】 可変極性溶接法を、コートされた物体、
特にガスタービンエンジン部品の修理のために使用す
る。上記可変極性溶接は、その溶接プロセス中に上記コ
ーティングを除去することが見いだされた。このことに
よって、上記修理プロセスにおいて必要な高コストステ
ップを排除することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接修理プロセス
中に保護コーティングを除去する方法に関する。
中に保護コーティングを除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】種々の溶接プロセスが知られているが、
溶接プロセスにおいては、電流を通じることによって加
熱が行われて、アークが形成される。
溶接プロセスにおいては、電流を通じることによって加
熱が行われて、アークが形成される。
【０００３】いくつかの電流波形が提案されている。直
流電流(D.C.)は、通常用いられているが、これとは別に
直流電流(A.C.)もまた、使用されている。D.C.電流を使
用している場合には、ワークピースに対する電極の極性
は、種々の影響を生じさせる。上記アークによって発生
した熱は、上記アークの正極側に集中する（及びこの熱
は、上記正極導電体に衝突する電子衝撃によって発生し
ている）。通常、上記熱を上記ワークピース内で集中さ
せることが望ましい。DCEN（直流電流、負電極;direct
current, electrode negative）と呼ばれている配列で
は、この様な結果が得られる。これとは反対の構成、こ
れをDCEPとするが、このDECPは、上記溶接電極を正極と
し、上記溶接電極へと上記アークの熱を集中させる。こ
の様にすることは通常では非効率であり、かつ、上記溶
接装置の過熱を生じさせる潜在的可能性を有しているの
で好ましくないが、上記ワークピース上の表面酸化物を
取り去るという望ましい効果を有し、しばしば強靱な酸
化物(Al,Mg,Ti,Be,及びニッケル基超合金を含む合金な
ど）を形成する金属類の溶接に使用される。
流電流(D.C.)は、通常用いられているが、これとは別に
直流電流(A.C.)もまた、使用されている。D.C.電流を使
用している場合には、ワークピースに対する電極の極性
は、種々の影響を生じさせる。上記アークによって発生
した熱は、上記アークの正極側に集中する（及びこの熱
は、上記正極導電体に衝突する電子衝撃によって発生し
ている）。通常、上記熱を上記ワークピース内で集中さ
せることが望ましい。DCEN（直流電流、負電極;direct
current, electrode negative）と呼ばれている配列で
は、この様な結果が得られる。これとは反対の構成、こ
れをDCEPとするが、このDECPは、上記溶接電極を正極と
し、上記溶接電極へと上記アークの熱を集中させる。こ
の様にすることは通常では非効率であり、かつ、上記溶
接装置の過熱を生じさせる潜在的可能性を有しているの
で好ましくないが、上記ワークピース上の表面酸化物を
取り去るという望ましい効果を有し、しばしば強靱な酸
化物(Al,Mg,Ti,Be,及びニッケル基超合金を含む合金な
ど）を形成する金属類の溶接に使用される。
【０００４】また、可変極性電流は、通常、正及び負の
電流パルスが交番的に繰り返される矩形D.C.波を使用す
ることが知られている。典型的には、上記電流サイクル
は、非対称とされている。可変極性電流溶接は、DCEN溶
接とDCEP溶接の双方の利点を組み合わせて生じさせると
いう利点を有している。
電流パルスが交番的に繰り返される矩形D.C.波を使用す
ることが知られている。典型的には、上記電流サイクル
は、非対称とされている。可変極性電流溶接は、DCEN溶
接とDCEP溶接の双方の利点を組み合わせて生じさせると
いう利点を有している。
【０００５】可変極性溶接については、米国特許第2,69
7,160号、第3,068,352号、第4,403,135号、第4,421,972
号、第5,360,961号、及び第5,466,905号に記載されてい
る。上記特許に開示の内容は本願においても参照するこ
とができる。
7,160号、第3,068,352号、第4,403,135号、第4,421,972
号、第5,360,961号、及び第5,466,905号に記載されてい
る。上記特許に開示の内容は本願においても参照するこ
とができる。
【０００６】米国特許第4,403,135号及び第4,421,972号
には、上記可変極性溶接プロセスが、表面層の表面酸化
層を除去する能力があることを開示している。数多くの
可変極性溶接技術の特許があるものの、それらの出願人
等は、その従来技術では上記可変極性溶接法が上記極表
面酸化層を超えてコーティングを除去できることについ
ては全く開示していない。
には、上記可変極性溶接プロセスが、表面層の表面酸化
層を除去する能力があることを開示している。数多くの
可変極性溶接技術の特許があるものの、それらの出願人
等は、その従来技術では上記可変極性溶接法が上記極表
面酸化層を超えてコーティングを除去できることについ
ては全く開示していない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ガスタービンエンジン
の技術革新とともに、エンジン寿命が飛躍的に延長さ
れ、この結果、ガスタービンエンジン部品の修理・再生
の必要性が増大している。上記の再生は、しばしば例え
ばあらかじめ存在しているコーティングを剥ぎ取り、そ
の下にある基体を溶接修理することによって行われてい
る。このような剥ぎ取りが必要とされるのは、酸化及び
腐食に対する抵抗性が最適化されているコーティング組
成は、通常、溶接に際して上記コーティング材料を取り
込む基体の特性によりも劣った機械的特性を有している
ため、溶接特性を低下させてしまうためである。この様
な剥ぎ取りは、時間を要するプロセスであり、コストの
高い手作業を用いるものである。通常、部品は、不活性
コーティングによって被覆されており、この被覆によっ
て上記領域からコーティングが剥がれないように防止さ
れている。実際のコーティング除去は、その後、化学的
手段によって行われる。また、コーティングは研磨など
の機械的手段によって除去することもできる。この研磨
手段は、修理すべき上記部品の壁厚がしばしば１〜３mm
程度であり、また上記研磨操作が必要な材料を少しでも
余分に除去してしまうと、上記部品の廃棄に直結してし
まうこととなるため、特にデリケートな作業となってい
た。
の技術革新とともに、エンジン寿命が飛躍的に延長さ
れ、この結果、ガスタービンエンジン部品の修理・再生
の必要性が増大している。上記の再生は、しばしば例え
ばあらかじめ存在しているコーティングを剥ぎ取り、そ
の下にある基体を溶接修理することによって行われてい
る。このような剥ぎ取りが必要とされるのは、酸化及び
腐食に対する抵抗性が最適化されているコーティング組
成は、通常、溶接に際して上記コーティング材料を取り
込む基体の特性によりも劣った機械的特性を有している
ため、溶接特性を低下させてしまうためである。この様
な剥ぎ取りは、時間を要するプロセスであり、コストの
高い手作業を用いるものである。通常、部品は、不活性
コーティングによって被覆されており、この被覆によっ
て上記領域からコーティングが剥がれないように防止さ
れている。実際のコーティング除去は、その後、化学的
手段によって行われる。また、コーティングは研磨など
の機械的手段によって除去することもできる。この研磨
手段は、修理すべき上記部品の壁厚がしばしば１〜３mm
程度であり、また上記研磨操作が必要な材料を少しでも
余分に除去してしまうと、上記部品の廃棄に直結してし
まうこととなるため、特にデリケートな作業となってい
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、少
なくともアルミナイドコーティング、オーバーレイコー
ティング、セラミックサーマルバリヤコーティング及び
それらの組み合わされたコーティングを含んだ一群から
選択される保護コーティングを表面に有する超合金基体
の溶接修理方法であって、前記保護コーティングを、前
記溶接プロセスの間に除去しうる可変極性溶接法を使用
することを特徴とする超合金基体の溶接修理方法を提供
することによって解決できる。
なくともアルミナイドコーティング、オーバーレイコー
ティング、セラミックサーマルバリヤコーティング及び
それらの組み合わされたコーティングを含んだ一群から
選択される保護コーティングを表面に有する超合金基体
の溶接修理方法であって、前記保護コーティングを、前
記溶接プロセスの間に除去しうる可変極性溶接法を使用
することを特徴とする超合金基体の溶接修理方法を提供
することによって解決できる。
【０００９】さらに、本発明の上記課題は、アルミナイ
ドコーティングと、オーバーレイコーティングと、それ
らの組み合わされたコーティングを含む群から任意に選
択される表面保護コーティングの除去方法であって、こ
の除去方法は、可変極性溶接電源を使用し、コートされ
た超合金基体と電極との間でアークを衝突させて、上記
超合金基体に局所的な溶融領域を形成し、上記アーク
は、可変極性電流サイクルの７０〜９０％がDCENとさ
れ、そのサイクルの残りの部分がDCEPとされており、か
つ、前記電流は約５〜５０Ａであり、可変極性サイクル
周波数が、１０〜１０００Ｈｚであることを特徴とする
表面保護コーティングの除去方法を提供することによっ
て解決できる。
ドコーティングと、オーバーレイコーティングと、それ
らの組み合わされたコーティングを含む群から任意に選
択される表面保護コーティングの除去方法であって、こ
の除去方法は、可変極性溶接電源を使用し、コートされ
た超合金基体と電極との間でアークを衝突させて、上記
超合金基体に局所的な溶融領域を形成し、上記アーク
は、可変極性電流サイクルの７０〜９０％がDCENとさ
れ、そのサイクルの残りの部分がDCEPとされており、か
つ、前記電流は約５〜５０Ａであり、可変極性サイクル
周波数が、１０〜１０００Ｈｚであることを特徴とする
表面保護コーティングの除去方法を提供することによっ
て解決できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、可変極性溶接技術がガ
スタービンエンジン用途において超合金類に普通に使用
される保護コーティングを除去するために使用できるこ
とを、予期せずに見いだしたことによってなされたもの
である。上述のコーティング類としては、基体中へのア
ルミニウムの拡散によって形成されるアルミナイドコー
ティングと、頭文字を取ってMCrAlYで典型的には示され
る表面保護層とを挙げることができ、上記MCrAlYにおい
て、Ｍは、鉄、ニッケル、コバルトであり、また、クロ
ム、アルミニウム、イットリウムと、ニッケル、及びコ
バルトとの混合物を挙げることができる。アルミナイド
コーティングは、米国特許第4,132,816号、第4,148,275
号にそれぞれ開示されており、オーバーレイコーティン
グは、米国再発行特許第RE32,121号に開示されている。
また、コーティングとしては、セラミックサーマルバリ
アコーティングを挙げることもできる。
スタービンエンジン用途において超合金類に普通に使用
される保護コーティングを除去するために使用できるこ
とを、予期せずに見いだしたことによってなされたもの
である。上述のコーティング類としては、基体中へのア
ルミニウムの拡散によって形成されるアルミナイドコー
ティングと、頭文字を取ってMCrAlYで典型的には示され
る表面保護層とを挙げることができ、上記MCrAlYにおい
て、Ｍは、鉄、ニッケル、コバルトであり、また、クロ
ム、アルミニウム、イットリウムと、ニッケル、及びコ
バルトとの混合物を挙げることができる。アルミナイド
コーティングは、米国特許第4,132,816号、第4,148,275
号にそれぞれ開示されており、オーバーレイコーティン
グは、米国再発行特許第RE32,121号に開示されている。
また、コーティングとしては、セラミックサーマルバリ
アコーティングを挙げることもできる。
【００１１】上記コーティングは、高温における酸化及
び腐食に対して抵抗性を有し、現代のガスタービンエン
ジンでは、上記保護コーティングを特に過熱される部位
に使用されている。
び腐食に対して抵抗性を有し、現代のガスタービンエン
ジンでは、上記保護コーティングを特に過熱される部位
に使用されている。
【００１２】本発明に従えば、驚くべきことに、また予
期せぬことながら、被覆された部品及びエンジン用途に
使用されてきた被覆部品に可変溶接技術を適用すると、
溶接修理と同時に上述の保護コーティングが除去できる
ことが可能となる。上述した除去は、普遍的なものであ
って、所望によりフィラー材料を添加しない溶接修理プ
ロセスに用いることができる。可変極性溶接のこれとは
別の利点は、低電流レベルを用いて上記溶接プロセスを
保持できる点にあり、これによって、入力電流レベルを
低減させ、かつ、熱の発生を防止して上記部品が変形す
る可能性を低減させることによって、本発明のプロセス
に好ましい影響を与えることになる。米国特許第5,466,
905号及び米国特許第5,360,961号の記載内容は、上記し
た種々の可変極性溶接プロセスを説明するために本願に
おいても参照することができる。上記特許は、可変極性
溶接プロセスを、非コートの物体への使用及び極薄い酸
化物層を有する物体への使用を開示しているものであ
る。米国特許第3,300,683号、第3,598,954号、第4,963,
715号は、上記可変極性溶接プロセスに使用できる当業
界で知られている電源を本願中において開示するために
参照することができる。本発明を開発するに際して使用
できる上記電源の一つとしては、特に、リバルディエン
ジニアリングカンパニー(Libardi Engineering Compan
y）、カナダオンタリオ州ハミルトンのＬＴＰ２０１−
ＶＰモデルの電源が極めて良好であった。
期せぬことながら、被覆された部品及びエンジン用途に
使用されてきた被覆部品に可変溶接技術を適用すると、
溶接修理と同時に上述の保護コーティングが除去できる
ことが可能となる。上述した除去は、普遍的なものであ
って、所望によりフィラー材料を添加しない溶接修理プ
ロセスに用いることができる。可変極性溶接のこれとは
別の利点は、低電流レベルを用いて上記溶接プロセスを
保持できる点にあり、これによって、入力電流レベルを
低減させ、かつ、熱の発生を防止して上記部品が変形す
る可能性を低減させることによって、本発明のプロセス
に好ましい影響を与えることになる。米国特許第5,466,
905号及び米国特許第5,360,961号の記載内容は、上記し
た種々の可変極性溶接プロセスを説明するために本願に
おいても参照することができる。上記特許は、可変極性
溶接プロセスを、非コートの物体への使用及び極薄い酸
化物層を有する物体への使用を開示しているものであ
る。米国特許第3,300,683号、第3,598,954号、第4,963,
715号は、上記可変極性溶接プロセスに使用できる当業
界で知られている電源を本願中において開示するために
参照することができる。本発明を開発するに際して使用
できる上記電源の一つとしては、特に、リバルディエン
ジニアリングカンパニー(Libardi Engineering Compan
y）、カナダオンタリオ州ハミルトンのＬＴＰ２０１−
ＶＰモデルの電源が極めて良好であった。
【００１３】通常、使用する上記溶接パラメータは、可
変極性溶接において使用されているものである。我々
は、鋭意検討の結果、上記可変極性サイクルの間の負極
性領域(DCEN)の正極性領域(DCEP)に対する割合が、約７
０：３０から約９０：１０の範囲であり、可変極性サイ
クル周波数を約１０〜１，０００Ｈｚの範囲とすること
によって最も良好な結果が得られることを見いだした。
変極性溶接において使用されているものである。我々
は、鋭意検討の結果、上記可変極性サイクルの間の負極
性領域(DCEN)の正極性領域(DCEP)に対する割合が、約７
０：３０から約９０：１０の範囲であり、可変極性サイ
クル周波数を約１０〜１，０００Ｈｚの範囲とすること
によって最も良好な結果が得られることを見いだした。
【００１４】上記可変極性溶接プロセスが、少なくとも
３５年間にわたって当業界において知られているが、こ
のプロセスがコートされた部品の修理において上述した
ような結果を与えることができることは驚くべきことで
あり、また、全く予期されないものである。可変極性溶
接により、０．００１〜０．０１０インチ（１インチ
は、約２５．４ｍｍである）の比較的厚いコーティング
を除去できることは当業界においてはこれまで示唆され
てはいなかった。
３５年間にわたって当業界において知られているが、こ
のプロセスがコートされた部品の修理において上述した
ような結果を与えることができることは驚くべきことで
あり、また、全く予期されないものである。可変極性溶
接により、０．００１〜０．０１０インチ（１インチ
は、約２５．４ｍｍである）の比較的厚いコーティング
を除去できることは当業界においてはこれまで示唆され
てはいなかった。
【００１５】当業界においては、極表面酸化物層が、除
去できるとしてもそのような層は、本発明者等が上記可
変極性溶接プロセスで除去できることが見いだした上記
コーティング厚さに比較して、その１桁又は２桁小さな
厚さに過ぎないことが示唆されているに過ぎなかった。
去できるとしてもそのような層は、本発明者等が上記可
変極性溶接プロセスで除去できることが見いだした上記
コーティング厚さに比較して、その１桁又は２桁小さな
厚さに過ぎないことが示唆されているに過ぎなかった。
【００１６】本眼中において使用することができる装置
の具体例としては、例えば米国特許第5,360,961号を上
げることができ、この図２では、溶接プロセスの概略図
が示されており、この溶接プロセスでは、アークがタン
グステン電極とワークピースとの間に形成されている。
ワイヤ形状の溶接フィラー材料は、上記電気溶接アーク
の作用により上記ワークピース内に形成された溶融プー
ル内に加えられる。この図は、可変極性溶接の典型的構
成として例示できものである。我々は、上記ワークピー
スへとフィラー材料を供給するためにワイヤを用いた
が、本発明の目的の上では、粉体として供給することも
完全に均等技術である。米国特許第5,466,905号の図１
においては、粉末を供給する粉末供給可変極性溶接法を
用いるタングステン不活性ガス溶接手法のために用いる
ことができる構成が詳細に記載されている。
の具体例としては、例えば米国特許第5,360,961号を上
げることができ、この図２では、溶接プロセスの概略図
が示されており、この溶接プロセスでは、アークがタン
グステン電極とワークピースとの間に形成されている。
ワイヤ形状の溶接フィラー材料は、上記電気溶接アーク
の作用により上記ワークピース内に形成された溶融プー
ル内に加えられる。この図は、可変極性溶接の典型的構
成として例示できものである。我々は、上記ワークピー
スへとフィラー材料を供給するためにワイヤを用いた
が、本発明の目的の上では、粉体として供給することも
完全に均等技術である。米国特許第5,466,905号の図１
においては、粉末を供給する粉末供給可変極性溶接法を
用いるタングステン不活性ガス溶接手法のために用いる
ことができる構成が詳細に記載されている。
【００１７】典型的な電流範囲としては、約５から５０
Ａである。これよりも低い電流では、アーク保持を困難
とし、これよりも高い電流では、ワークピースの過熱を
招くことになる。より好適な電流範囲としては、６〜３
５Ａである。当業者によれば、極性逆転の際、特に低周
波数における逆転の際に、安定的なアークを維持するた
めに補助的な電気的手段を使用してやる必要があること
が理解されよう。通常、これは、高周波高電圧低電流手
段によって行われ、これが上記溶接電流に重畳される
か、又は、それぞれ極性逆転の際に高電圧キャパシタか
らの放電を行わせるような電気回路を使用し、上記アー
クを再スタートさせることが可能にされていても良い。
可変極性溶接に高周波ＡＣ電流を使用することは、米国
特許第3,068,352号に開示されており、また、キャパシ
タからの放電手段については米国特許4,963,715号に開
示されている。
Ａである。これよりも低い電流では、アーク保持を困難
とし、これよりも高い電流では、ワークピースの過熱を
招くことになる。より好適な電流範囲としては、６〜３
５Ａである。当業者によれば、極性逆転の際、特に低周
波数における逆転の際に、安定的なアークを維持するた
めに補助的な電気的手段を使用してやる必要があること
が理解されよう。通常、これは、高周波高電圧低電流手
段によって行われ、これが上記溶接電流に重畳される
か、又は、それぞれ極性逆転の際に高電圧キャパシタか
らの放電を行わせるような電気回路を使用し、上記アー
クを再スタートさせることが可能にされていても良い。
可変極性溶接に高周波ＡＣ電流を使用することは、米国
特許第3,068,352号に開示されており、また、キャパシ
タからの放電手段については米国特許4,963,715号に開
示されている。
【００１８】
【実施例】本発明の利用性と、価値と、を実験的に検証
するために、タービンブレードチップの溶接修理を行っ
た。
するために、タービンブレードチップの溶接修理を行っ
た。
【００１９】上記タービンブレードは、プラット＆ホイ
ットニーＰＷ４０００シリーズエンジンのものを使用し
た。このエンジンは、幅の広い胴体の航空機を駆動する
エンジンであり、約５０，０００〜約１００，０００ポ
ンド（１ポンドは、約４５４ｇである）の推力を発生さ
せる。典型的なブレードチップ形状は、主軸長さが３０
〜６０ｍｍで、短軸幅が約２〜６ｍｍの翼形状を有して
いる。ブレード組成は、表１に示した合金であり、それ
ぞれの値は重量％で示してある。なお、記号“Ｂａｌ”
は、バランスを意味し、それぞれの数値で示された量の
残りの量に相当することを示している。
ットニーＰＷ４０００シリーズエンジンのものを使用し
た。このエンジンは、幅の広い胴体の航空機を駆動する
エンジンであり、約５０，０００〜約１００，０００ポ
ンド（１ポンドは、約４５４ｇである）の推力を発生さ
せる。典型的なブレードチップ形状は、主軸長さが３０
〜６０ｍｍで、短軸幅が約２〜６ｍｍの翼形状を有して
いる。ブレード組成は、表１に示した合金であり、それ
ぞれの値は重量％で示してある。なお、記号“Ｂａｌ”
は、バランスを意味し、それぞれの数値で示された量の
残りの量に相当することを示している。
【００２０】上記修理すべきブレードは、エンジン運転
に数千時間使用されたものである。これらのブレード
は、約１．５〜５mil厚の保護アルミナイドコーティン
グを有している。
に数千時間使用されたものである。これらのブレード
は、約１．５〜５mil厚の保護アルミナイドコーティン
グを有している。
【００２１】ブレードは、直径０．０２０〜０．０４５
インチのワイヤ形状として供給するニッケル基フィラー
合金及びコバルト基フィラー合金の双方で修理した。フ
ィラー合金組成を、表２に示す（数値は重量％であ
る）。一般的に、コバルトフィラー材料は、最も高い温
度で運転されている修理部品に用いた。
インチのワイヤ形状として供給するニッケル基フィラー
合金及びコバルト基フィラー合金の双方で修理した。フ
ィラー合金組成を、表２に示す（数値は重量％であ
る）。一般的に、コバルトフィラー材料は、最も高い温
度で運転されている修理部品に用いた。
【００２２】溶接電源（ＬＴＰ２０１Ａ−ＶＰ）は、リ
バルディエンジニアリングカンパニー製である。
バルディエンジニアリングカンパニー製である。
【００２３】上記溶接プロセスは、マニュアルで制御し
たが本発明は、自動化された溶接プロセスにおいても使
用できる。アルゴンガスを、不活性シールディングガス
として用いた。
たが本発明は、自動化された溶接プロセスにおいても使
用できる。アルゴンガスを、不活性シールディングガス
として用いた。
【００２４】マニュアル溶接を用いると、１パス当たり
の典型的な溶接層厚は、０．０２０〜０．０４５インチ
であった。上記ブレードチップを１パス処理するのに約
４分要し、０．１２５インチ厚までの溶接修理層を施す
ためには多重パスを行った。これは、上記従来法におけ
る機械的及び／又は化学的に溶接修理する部品から局部
的に保護コーティング層を剥離させる労力を要するステ
ップがないことを除き、同一のブレード修理についての
従来法と完全に同一である。
の典型的な溶接層厚は、０．０２０〜０．０４５インチ
であった。上記ブレードチップを１パス処理するのに約
４分要し、０．１２５インチ厚までの溶接修理層を施す
ためには多重パスを行った。これは、上記従来法におけ
る機械的及び／又は化学的に溶接修理する部品から局部
的に保護コーティング層を剥離させる労力を要するステ
ップがないことを除き、同一のブレード修理についての
従来法と完全に同一である。
【００２５】出願譲受人の現在の修理プロセスにおいて
は、ＰＷ４０００タービンブレードを４５日間で完全に
再生することを目的としている。これは、ブレードチッ
プ修理、他の種々の修理及び検査工程を含んだものであ
る。出願人は、溶接修理に先立って行われるコーティン
グの剥離の必要を排除することで、３日〜４日が短縮で
きると見積もっている。
は、ＰＷ４０００タービンブレードを４５日間で完全に
再生することを目的としている。これは、ブレードチッ
プ修理、他の種々の修理及び検査工程を含んだものであ
る。出願人は、溶接修理に先立って行われるコーティン
グの剥離の必要を排除することで、３日〜４日が短縮で
きると見積もっている。
【００２６】図１は、アルミナイドコーティングしたタ
ービンブレードチップの顕微鏡写真である。このブレー
ドは、上記プロセスによって修理されたものである。暗
く見えるのはアルミナイドコーティングであり、このコ
ーティングは、上記可変極性溶接操作によって取り除か
れている。明るく見えているのが溶接材料であり、上記
コーティングと上記基体との間の界面に沿って流れてお
り、上記基体から上記コーティングを離間させているこ
とがわかる。
ービンブレードチップの顕微鏡写真である。このブレー
ドは、上記プロセスによって修理されたものである。暗
く見えるのはアルミナイドコーティングであり、このコ
ーティングは、上記可変極性溶接操作によって取り除か
れている。明るく見えているのが溶接材料であり、上記
コーティングと上記基体との間の界面に沿って流れてお
り、上記基体から上記コーティングを離間させているこ
とがわかる。
【００２７】図２は、A.C溶接を使用して溶接修理した
同様のアルミナイドコートされたブレードの顕微鏡写真
である。図１に見られるのとは異なり、上記コーティン
グは、取り除かれると言うよりは、上記溶接層と混合し
てしまっているのが見られている。
同様のアルミナイドコートされたブレードの顕微鏡写真
である。図１に見られるのとは異なり、上記コーティン
グは、取り除かれると言うよりは、上記溶接層と混合し
てしまっているのが見られている。
【００２８】
【発明の効果】可変極性溶接法を、コーティングされた
物体、特にガスタービンエンジン部品の修理のために使
用する。上記可変極性溶接を使用することにより、その
溶接プロセス中に上記保護コーティングを除去すること
が見いだされた。このことによって、上記修理プロセス
において必要とされるコストの高いステップを排除する
ことができる。
物体、特にガスタービンエンジン部品の修理のために使
用する。上記可変極性溶接を使用することにより、その
溶接プロセス中に上記保護コーティングを除去すること
が見いだされた。このことによって、上記修理プロセス
において必要とされるコストの高いステップを排除する
ことができる。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【図１】図１は、本発明によって溶接したコート物体の
断面組織顕微鏡写真である。
断面組織顕微鏡写真である。
【図２】図２は、A.C.溶接を用いて溶接したコート物体
の断面組織顕微鏡写真である。
の断面組織顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２３Ｆ 4/04 Ｃ２３Ｆ 4/04 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｄ
Claims (12)
- 【請求項１】 少なくともアルミナイドコーティング、
オーバーレイコーティング、セラミックサーマルバリヤ
コーティング及びそれらの組み合わされたコーティング
を含んだ一群から選択される保護コーティングを表面に
有する超合金基体の溶接修理方法であって、 前記保護コーティングを溶接プロセスの間に除去しうる
可変極性溶接法を使用することを特徴とする超合金基体
の溶接修理方法。 - 【請求項２】 前記コーティングは、アルミナイドコー
ティングであることを特徴とする請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 前記コーティングはオーバーレイコーテ
ィングであることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記コーティングは、エンジン運転に使
用された超合金ガスタービンエンジン部品上に施されて
いることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 正極性領域の負極性領域に対する比は、
７０：３０〜９０：１０の範囲であることを特徴とする
請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 溶接電流は、約５０Ａ未満であることを
特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 アルミナイドコーティングと、オーバー
レイコーティングと、それらの組み合わされたコーティ
ングを含む群から任意に選択される表面保護コーティン
グの除去方法であって、この除去方法は、可変極性溶接
電源を使用し、コートされた超合金基体と電極との間で
アークを衝突させて、前記超合金基体に局所的な溶融領
域を形成し、前記アークは、可変極性電流サイクルの７
０〜９０％がDCENとされ、そのサイクルの残りの部分が
DCEPとされており、かつ、前記電流は約５〜５０Ａであ
り、可変極性サイクル周波数が、１０〜１０００Ｈｚで
あることを特徴とする表面保護コーティングの除去方
法。 - 【請求項８】 前記コーティングは、アルミナイドコー
ティングであることを特徴とする請求項７に記載の方
法。 - 【請求項９】 前記コーティングは、オーバーレイコー
ティングであることを特徴とする請求項７に記載の方
法。 - 【請求項１０】 前記可変極性電流が、約６〜約３５Ａ
であることを特徴とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項１１】 DCEN電流のDCEP電流に対する比は、８
０：２０より大きいことを特徴とする請求項７に記載の
方法。 - 【請求項１２】 金属フィラー材料は、ニッケル合金及
びコバルト合金から選択され、かつ、前記溶融領域に添
加されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
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|---|---|---|---|
| US08/586135 | 1996-01-16 | ||
| US08/586,135 US5686001A (en) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | Variable polarity arc technology for the repair of coated articles |
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|---|---|
| JPH09206940A true JPH09206940A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3907767B2 JP3907767B2 (ja) | 2007-04-18 |
Family
ID=24344461
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| JP00512097A Expired - Fee Related JP3907767B2 (ja) | 1996-01-16 | 1997-01-16 | コートされた部品の修理のための可変極性アーク技術 |
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-
1996
- 1996-01-16 US US08/586,135 patent/US5686001A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-01-14 DE DE69716144T patent/DE69716144T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-14 EP EP97300188A patent/EP0786304B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-16 JP JP00512097A patent/JP3907767B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69716144T2 (de) | 2003-11-20 |
| EP0786304B1 (en) | 2002-10-09 |
| US5686001A (en) | 1997-11-11 |
| JP3907767B2 (ja) | 2007-04-18 |
| EP0786304A1 (en) | 1997-07-30 |
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