JPS6233067A - 突起を有する部材の修理 - Google Patents

突起を有する部材の修理

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JPS6233067A
JPS6233067A JP61136332A JP13633286A JPS6233067A JP S6233067 A JPS6233067 A JP S6233067A JP 61136332 A JP61136332 A JP 61136332A JP 13633286 A JP13633286 A JP 13633286A JP S6233067 A JPS6233067 A JP S6233067A
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protrusion
support
tooth
welding
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バートランド・ジェラルド・ロビンズ
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General Electric Co
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
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    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は突起を有する金属部材の修理に関するものであ
って、更に詳しく言えば、溶接特性および補修溶接特性
の比較的悪い材料で作られたラビリンスシールのごとき
部材の修理に関する。
発明の背景 ガスタービンエンジンの各部においては、一般にラビリ
ンスシールと呼ばれる各種の静止および回転シールが使
用されている。支持構造物に接合された１個以上の突起
または歯を有する上記のごときシールは、製造、運転、
保守などに際して摩耗や損傷を受けることがある。
ある種のシールの歯または突起を修理するための比較的
原価効率の良い常法に従えば、先ず最初に歯の損傷部分
が除去される。次いで、たとえばワイヤ状の溶加材を用
いた溶接によりて歯の材料と同じ材料を再溶着させた後
、機械加工などにより過剰の付加材料を除去することに
よって歯が再生される。かかる修理を実施するための方
法および装置が、米国特許第４１５９４１０号および同
第４４４１０１２号明細書中に記載されている。
修理を行なう際には、これらの特許明細書中に記載され
ている通り、ワイヤ状の溶加材がアークのごとき熱源に
よって形成された溶接プールの内外を往復するように移
動させられる。
場合によっては、シールの歯を構成する金属の溶接特性
（たとえば溶接流動性や割れ感受性）が悪いため、かか
るシールの歯の修理が実際的に不可能であることもある
。それ故、かかる高価な部材が損傷を受けた場合には、
それを成形し直して別のエンジン部分において使用した
り、あるいは修理しないで交換したりすることが行われ
ている。
発明の概要 本発明の主たる目的は、溶接特性および補修溶接特性の
比較的悪い金属から成る突起を有する部材を修理するた
めの改良された方法を提供することにある。
また少なくとも１個の歯を持つシールを形成する上記の
ごとき部材を修理するための方法を提供することも本発
明の目的の１つである。
更にまた、複合した突起または歯を育するシール部材を
提供することも本発明の目的の１つである。
上記およびその他の目的や利点は、以下の詳細な説明、
実施例および図面を参照することによって一層明確に理
解されよう。なお、これらは本発明の範囲を制限するも
のではなく、本発明の例示を目的としたものに過ぎない
ことを了解すべきである。
簡単に述べれば、本発明の方法は支持体とその表面から
突出した有効な高さおよび形状の突起とから成る金属製
品の修理に関するものである。かかる突起は、通例は支
持体と共に、溶接特性および補修溶接特性が比較的悪い
ことを特徴とする第１の金属で作られている。一般的に
述べれば、本発明の方法はかかる突起の一部分を除去し
、そして該除去部分を付加材料で置き換えることを含む
。
本発明の改良方法に従えば、上記のごとき突起の有効な
高さの少なくとも一部分が除去されるが、その際には突
起台部が形成されるのが通例である。
他方、好ましくは溶接作業において使用されるようなワ
イヤの形を成す第２の金属から成る付加材料が用意され
る。かかる第２の金属は、第１の金属で希釈（ｄＮｕｔ
ｃ）された場合に良好な溶接特性および補修溶接特性を
示しかつ時効熱処理によって第１の金属と共に時効硬化
し得ることを特徴とするものである。かかる第２の金属
が付加材料として冶金的に結合される。これは、たとえ
ば、第２の金属を溶融し、そして溶融材料を支持体また
は突起台部あるいはそれらの両方に溶着させることによ
って達成される。凝固および冷却などによって結合され
た後、かかる付加材料は実質的に固溶体の状態にある。
このようにして、補修用の支持体／突起予備成形物が得
られる。次いで、かがる予備成形物に時効熱処理を施し
た後、付加材料の一部分を除去することにより、本来の
有効な高さおよび形状を持った突起が再生される。
本発明の別の側面に従えば、支持体およびそれと一体を
成して形成された少なくとも１個の爾または突起から成
る回転ラビリンスシールが提供される。この場合の歯は
、好ましくは突起台部を形成する上記のごとき第１の金
属とそれに対して冶金的に結合された上記のごとき第２
の金属との複合体である。
好適な実施例の説明 たとえば航空機において使用されているような最新式の
ガスタービンエンジンには各種のシールが含まれている
が、その中にはラビリンス型の回転シールがある。かか
るシールの例が米国特許第４３９７４７１号明細書中に
記載されている。かかるシールにおいては、少なくとも
１個（一般には段数）の歯または突起が対向面と協働す
るようになっている。なお、対向面は連続した表面であ
ることもあれば、ハネカム構造のごとき多孔質構造また
は連続気泡構造を成すこともある。場合に応じ、かかる
歯または突起は回転するエンジン部品と共に回転するこ
ともあれば、歯を有する静止部材に対して（たとえば軸
のごとき）対向面が回転することもある。互いに協働す
るシール部材に連結されたガスタービンエンジンの各種
部品は運転中に相異なる比率で膨張する傾向があるから
、かかる歯または突起との間に干渉が起こり、それによ
って歯または突起の損傷が生じることがある。
あるいはまた、空気中の粒子が歯または突起に衝突する
ことによってそれの浸食が起こることもある。更にまた
、シールまたはエンジンの製造、組立もしくは保守の際
に歯にｔＪｉｔ　（ｕが生じこともある。
いずれにせよ、かかる歯または突起を修理する必要が生
じる場合は多いのである。
かかる修理を行うための１つの方法が上記の米国特許第
４１５９４１０号明細書中に記載されている。その方法
に従えば、歯の損傷部分が除去され、次□いで溶接トー
チのごとき熱源によって歯の上に形成された溶接プール
中にワイヤ状の溶加材が供給される。このようにして、
一般には歯に沿って行われる複数回のパスの結果、適当
な高さを持った付加材料が歯に対して冶金的に結合され
る。
次いで、機械加工などによって付加材料を除去すること
により、歯が再生される。
溶接特性および補修溶接特性の悪いことが知られている
金属（たとえば鉄基合金）で作られたガスタービンエン
ジン用シールの歯に対して上記の方法を適用することが
試みられた。かがる鉄基合金の一例としては、重量百分
率で表わして約１５％のＣｒ、２５％のＮｉ５１．３％
のＭｏ　％　２　。
２％ノＴＩ　１０．　００６％（７）ＢＳｏ、　　３％
１７）Ｖ。
および残部のＦｅから成る公称組成を有しがっＡ２８６
合金として商業的に入手可能なものが挙げられる。かか
る合金は、当業界において公知の通り、溶融状態におけ
る流動性か悪くかつ特に熱影響部において割れを生じ易
いために溶接の困難な材料である。溶接特性と呼ばれる
これらの特性が劣るため、米国特許第４１５９４１０号
明細書中に記載された方法によるこの材料の溶接性は著
しく低下する。たとえば、一般に溶接プロセスの初期工
程として行われる初期溶融パスは一貫性が無くて極めて
不良である。このような状態は、それに続く溶接層の溶
着にとって大きな困難をもたらし、従って補修溶接特性
を悪化させるものと考えられる。
第１図の概略部分斜視図中には、上記のごとき方法を用
いた場合における一連の工程が順次示されている。第１
Ａ図は突起の代表例を表わす受入れたままのシールの爾
１０の横断面図であって、それの先端部分１２か摩耗ま
たは損傷を受けている状態を示している。歯１０の有効
な高さくすなわち、最期に歯１０が形成された時の高さ
）がＨで示されており、また歯１０の初期形状が点線で
示されている。第１Ｂ図は、先端部分１２の除去後にお
ける歯１０の横断面図である。除去された部分は点線で
示されている。時には、かかる工程が溶接前機械加工と
呼ばれることもある。
溶接特性および補修溶接特性が比較的良好な材料で歯１
０が作られている場合には、第１図に示された残りの工
程は特に困難なしに実施することができる。このような
材料の実例としては、重量百分率で表わして約０．０５
％のＣ１１９％のＣｒ、１８％のＦａｘ３％のＭＯ％５
％のｃｂとＴａ、１％のＴ１，０．５９６のＡＩ、およ
び残部のＮｉから成る公称組成を有しかつＩＮ７１ｇ合
金として商業的に人手可能なものが挙げられる。
ＩＮ７１８合金が良好な溶接特性および補修溶接特性を
示すことは当業界において公知である。
第１Ｃ図は溶融パス（自己溶融パス）後における歯１０
の横断面図である。この工程においては、一般に電流の
強さを一定に保ちながら、溶加材を使用せずに歯の（点
線で示された）機械加工表面部分を加熱して歯の外側部
分を溶融することにより、以後の作業のための準備が行
われる。第１Ｄ図は、米国特許第４１５９４１０号の方
法を用いて溶着させたＩＮ７１８合金溶加材のワイヤ状
付加材料１４ａを示す横断面図である。同様に第１Ｅ図
は、機械加工によって歯を再生し得るように高さＨより
大きい高さまで側口次いで溶着させた付加材料１４ｂ、
１４ｃおよび１４ｄを示している。
第１Ｆ図は、（点線で示された）付加材料の一部分を機
械加工によって除去した後に得られた最終状態の歯を示
している。ところで、機械加工用の装置に固有の不整合
が存在する結果として、一般に正の階段部１６または負
の階段部１８が残有する点に注目されたい。なお、第１
Ｆ図中においては、これらの階段部が説明のために誇張
された寸法で示されていることに注意されたい。このよ
うな階段部は機械加工された溶接金属と歯の残存部分と
の交差部である冶金的ボンド部または溶接接合部に位置
するのが普通であり、また階段部の寸法はＩＮ７１８合
金の使用時には許容し得る程度である。
割れ感受性のごとき溶接特性の悪い合金（たとえばＡ２
８６合金）に上記の修理方法を適用した場合には、良い
結果の得られないことが判明した。
たとえば、割れ感受性のごとき溶接特性が悪い結果、第
１Ｃ図に関連して記載されたような溶融工程を適切に実
施することができないのである。
第２図は、第１図に関連して説明された公知の方法をＡ
２８６合金製のシールの歯に対して使用しようと試みた
場合を示す概略部分斜視図である。
先ず、第１Ａおよび１８図に関連して上記に説明したご
とく、第２Ａ図の歯を第２Ｂ図に示されるような形状に
機械加工した。しかるに、以後の作業のための準備工程
として歯の外側部分に自己溶融パスを施したところ、望
ましくない状態が生じた。Ａ２８６合金の溶接特性が悪
い結果として、第２Ｃ図に２０で示されるごとく、溶融
部分の厚さおよび形状が不規則なものとなった。すなわ
ち、ふくれた部分や細い部分が生じた。そのため、第１
図に関連して説明されたような以後の修理作業を行うこ
とは極めて困難であって、生産上の観点からすれば適格
と言えない。
本発明の方法は、自己溶融操作を排除すると共に第１Ｆ
図中に見られる階段部１６または１８の発生を回避し、
それにより以後の修理作業において一層容易に修理し得
るような材料から成る再生１−を作るものである。本発
明の一態様が、第３図の概略部分斜視図中に開示されて
おり、第３図中の一連の図はいずれも横断面を示す。第
３Ａ図は、第１Ａ図と同じく、受入れたままの状態にあ
るシールの歯（または突起）１０を示すものであって、
それの先端部分１２は摩耗または損傷を受けている。次
の第３Ｂ図は、歯１０の有効な高さＨの少なくとも一部
分が除去されたところを示している。
本発明に従えば、その結果として以後の作業を施すため
の基部が得られることになる。なお、第３Ｂ図に示され
るごとく、歯の台部２２を残存させるのが普通であるが
、ｌ！ｉ！１１０の全体を（たとえば、表面２４と同じ
高さまで）除去し、次いでかかる基部に対して冶金的に
結合された付加材料を設置することも可能である。一般
に、歯の台部２２は支持体２６の表面２４から約０，１
インチまでの範囲内で突出している。第１図の公知方法
と比較すれば、かかる除去工程は遥かに広範囲にわたり
て行われるのが普通であり、その結果として表面２４か
ら約０．１インチまでの高さを有する基部または台部が
得られることになる。Ａ２８６合金で作られた製品につ
いて例示すれば、第３Ａ図における歯１０の高さは支持
体２６の表面２４から測って約０．１３インチである。
歯１０は０．０１インチの横断面厚さを有しており、ま
たそれは約０．０５インチの半径をもって表面２４に接
合されている。公知の修理方法に従えば、第１Ｂ図にお
ける寸法Ｘは０．１２インチであるのに対し、第３Ｂ図
における寸法Ｙは約０．１０インチ以下である。比較的
大形のシールの歯に対して使用すべき本発明の一態様に
基づけば、上記寸法の歯の大部分が除去される結果、Ａ
２８６合金のごとき溶接の困難な材料に対して溶融操作
を実施する必要性が排除されることになる。
このように、本発明に従えば溶接面機械加工後における
溶融操作は排除される。次に、第３Ｃ図に２８ａとして
示されるごとく、歯の台部２２に対して溶加材が付加材
料として溶着させられる。
更に、第３Ｄ図に示される適当な数の付加工程により、
（たとえば機械加工によって）有効な高さＨを持った再
生歯を形成するのに十分な高さにまで付加材料が冶金的
に結合される。第３Ｄ図には複数回のバスによって溶着
させた付加材料が２８ａ、２８ｂ、２８ｃおよび２８ｄ
として示されている。このようにして第３Ｄ図に示され
るような補修用の支持体／突起予備成形物が得られる。
２８ａ、２８ｂ、２８ｃおよび２８ｄとして溶着させた
付加材料は、修理すべき部材を構成する金属（この例で
はＡ２８６合金）で希釈された場合に良好な溶接特性お
よび補修溶接特性を示すことを特徴とする金属から成っ
ている。更にまた、かかる付加材料は溶接後の時効熱処
理によって構造材料（たとえばＡ２８６合金）と共に時
効硬化し得るという特徴をも有している。この特定の例
について述べれば、Ａ２８６合金製のシールの歯の修理
に際して本発明方法に適合して使用し得る付加材料は上
記のごとき商業的に入手可能なＩＮ７１８合金である。
Ａ２８６合金に対して溶接等により冶金的に結合された
場合、かかる付加材料用の合金は溶接接合部において実
質的に固溶体の状態にある。なお、シール部材の構造材
料に対する溶接によって付加材料を溶着させた場合には
、構造材料の一部は溶融して付加材料を希釈することを
理解すべきである。
第３Ｄ図に示されるような補修用の支持体／突起予備成
形物が得られた後、第３Ｆ図に示されるごとく、歯の台
部２２の周囲から付加材料の一部分が除去され、また必
要な場合には支持体２６の表面２４からも材料が除去さ
れる。それにより、第１Ｆ図に１６または１８として示
されるような階段部を持たない複合した歯が再生される
ことになる。第３Ｅ図に示される冶金的ボンド部または
溶接接合部３０は、一般に運転に際して大きい応力を受
ける歯の台部２２と支持体２６との湾曲接合部から離隔
していることが好ましい。第１Ｆ図に見られるような階
段部１６または１８の発生を回避するため、第３Ｅ図に
点線で示されるごとく、過剰の付加材料と共に支持体２
６の表面２４の−部分を機械加工によって除去すること
もできる。
この場合には、歯が再生されると共に、第３Ｅ図に見ら
れるような新しい支持体表面２４ａが得られることにな
る。第３Ｆ図に３２として示される複合した再生歯の（
支持体２６から離隔した）外側部分３４は、良好な溶接
特性および補修溶接特性を示すことを特徴とする金属か
ら成っている。
従って、新たな修理の必要が生じた場合、かかる歯は第
１図に関連して説明されたような本発明以前の公知方法
に従って修理することができるのである。
本発明の代表的な実施例について述べれば、Ａ２８６合
金製のガスタービンエンジン用ラビリンスシールの損傷
を受けた歯を修理するため、それを水酸化ナトリウム水
溶液で洗浄し、水洗し、次いで風乾した。その後、当業
界において常用されている蛍光浸透探傷技術を用いて検
査することにより、部材中に割れが存在するかどうかを
判定した。かかる部材の主要寸法について述べると、歯
の直径は１１，９インチ、歯の公称厚さは０．０１イン
チ、台部の直径は１１．フインチ、そして歯と支持体と
の間の半径は主として０．０４５インチであった。使用
不可能であるが修理可能であると判定されたシールを旋
盤上に取付けて機械加工することにより、第３Ｂ図に示
されるごとくにシールの歯の一部分を除去した。かかる
溶接前機械加工の後には、第３Ｂ図中に２２として示さ
れるような、約０．１インチ以下の高さＹを有する台部
が残留していた。機械加工の後、台部およびそれに隣接
する表面を清浄にし、次いで前述の米国特許第４１５９
４１０号の方法に従って付加材料を溶着させるためにシ
ールを回転工作台上に保持した。
本発明において使用される溶接パラメータは、各部材の
形状に固有のものである。それらは、溶接業界において
公知のごとく、熱入力および溶込み深さを最小にし、Ａ
２８６合金の劣った溶接特性に適合し、かつシールのひ
ずみを最小にするように選定される。前述のごとく、一
般にＡ２８６合金は溶接特性および補修溶接特性が悪い
。溶接部の止端（母材の表面と溶接金属の表面との交線
）における母材は割れ感受性が極めて大きいため、この
条件に着目して溶接パラメータの選定を行った。一般に
ほとんどの割れは母材の表面に開いているから、蛍光浸
透探傷技術を用いてかかる割れを検出することは容易で
ある。本発明に従えば、Ａ２８６合金に特有な割れの問
題が全く見られないような溶接部が得られた。
本実施例において使用された付加材料（すなわち、良好
な溶接特性および補修溶接特性を示しかつ溶接後の時効
熱処理によってＡ２８６合金と共に時効硬化し得るよう
な付加材料）は、上記のごとき商業的に入手可能なＩＮ
７１８合金であったが、これはまたＡＭＳ　５８３２合
金としても知られている。この材料を選定した理由は、
前述の通り、Ａ２８６合金で希釈された場合にＩＮ７１
８合金が良好な溶接特性を示し、従って溶接作業が容易
となることにあった。また、Ａ２８６合金およびＩＮ７
１８合金はいずれも同じ溶接後時効熱処理に対して好ま
しい応答を示す。そめ結果、部材に完全な溶体化熱処理
を施さなくても溶接後に機械的性質の回復が達成される
のである。その上、再生歯を構成するＩＮ７１８合金は
良好な溶接性を有するから、以後は前述の米国特許第４
１５９４１０号明細書中に記載されたもののような通常
の溶接技術によって再修理することが可能である。
本実施例においては、１回毎に約０．０３インチの厚さ
増大をもたらすパスを３〜１０回の範囲内で繰返してＩ
Ｎ７１８合金の付加材料を溶着させることにより、第３
Ｄ図に示されるような補修用の支持体／突起予備成形物
が得られた。次に、１Ｎ７１８溶接チツプを用いて修理
されたＡ２８６合金製のガスタービンエンジン羽根のた
めに開発された真空熱処理サイクルに従って予備成形物
の熱処理を行った。かかる熱処理は、処理室を水銀柱的
０６５ミクロン以下にまで排気した後、部材を約１４０
０″Ｆで約２時間にわたって加熱し、約１００″Ｆ／時
の速度で約１１５０”Ｆにまで冷却し、約４時間にわた
って１１５０丁に保ち、次いで処理室に不活性ガスを導
入して冷却するというものであった。
前述の米国特許第４１５９４１０号明細書中に記載され
たような種類の方法を使用する場合には、液体化および
時効熱処理よりもむしろ上記のごとき時効熱処理を使用
する方が容易である。かかる方法を使用すれば、母材に
対して冶金的に結合された溶接金属は凝固および冷却後
において実質的に固溶体の状態にある。第３Ｄ図に示さ
れるごとく溶接操作（バス）を重ねて行う際に生じる自
己−時効は、金属が時効温度下に置かれる時間が短いた
めに無視し得る程度に過ぎない。熱影響部とは溶接熱に
よって金属学的に変質した母材部分を指すが、かかる熱
影響部の主要部分は固溶体状態に変化した区域から成っ
ている。このような固溶体区域は、ＩＮ７１８合金およ
びＡ２８６合金母材のいずれについても、上記のごとき
短時間の時効熱処理に同様に良い応答を示すのである。
第４図は、溶接したままの状態および溶接後熱処理を施
した状態について横断面内における微小硬度分布を示す
グラフである。第４図中に示された硬度データに関して
は、Ｒｃはロックウェル硬さくＣスケール）を意味し、
またＶＨＮはビッカース硬さを意味し、横軸の距離の単
位はインチである。
かかる熱処理の後、予備成形物を機械加工することによ
り、有効な高さおよび形状を有する歯が再生された。本
実施例においては、第３Ｄ図に示された付加材料の一部
分を第３Ｅ図中に点線で示されるごとくに除去した。そ
れに加えて、支持体２６の表面２４を少量だけ除去する
ことにより、歯の湾曲接合部に溶着した付加材料が完全
に取除かれると共に、第３Ｅ図中における溶接接合部３
０が歯と支持体との湾曲接合部から遠去けられた。
機械加工の後、部材のひずみの有無を検査した。
その結果、本発明方法の実施によって生じるひずみは部
材の使用可能限度内にあることが判明した。
以上、特定の実施例、合金および適用対象（たとえばラ
ビリンスシール）に関連して本発明を説明したが、特許
請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱す
ることなしに様々な変形実施例が可能であることは当業
者にとって自明であろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は溶接特性が比較的良好であることを特徴としか
つＩＮ７１　Ｆ３合金として商業的に入手可能な合金製
のラビリンスシールの歯を修理するために従来の方法を
使用した場合における一連の工程を示す略図、第２図は
溶接特性が比較的悪いことを特徴としかつＡ２８６合金
として商業的に入手可能な合金製のラビリンスシールの
歯を修理するために従来の方法を使用することを試みた
場合における一連の工程を示す略図、第３図は溶接の困
難なＡ２８６合金製のラビリンスシールの歯を修理する
ために本発明の方法を使用した場合における一連の工程
を示す略図、そして第４図は本発明の方法に従って修理
されたラビリンスシールの歯の横断面内における微小硬
度分布を溶接したままの状態および溶接後熱処理を施し
た状態の両方について示すグラフである。 図中、１０はシールの歯または突起、１２は先端部分、
２２は台部、２４は表面、２６は支持体、２８ａ、２８
ｂ、２８ｃおよび２８ｄは付加材料、３０は溶接境界部
、そして３４は再生された歯の外側部分を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、支持体と、前記支持体の第１の表面から突出した有
    効な高さおよび形状の突起とを有し、該突起が溶接流動
    性や割れ感受性のごとき溶接特性および補修溶接特性が
    比較的悪い第１の金属で作られているような金属製品を
    修理するため、前記突起の少なくとも一部分を除去して
    から該除去部分を付加材料で置き換える方法において、
    （ａ）前記突起の有効な高さの少なくとも一部分を除去
    し、（ｂ）前記第１の金属で希釈された場合に良好な溶
    接特性および補修溶接特性を示しかつ時効熱処理によっ
    て前記第１の金属と共に時効硬化し得るような第２の金
    属から成る付加材料を用意し、（ｃ）少なくとも前記除
    去部分に置き換わるように前記付加材料を溶接接合部に
    おいて冶金的に結合することにより、前記付加材料を実
    質的に固溶体の状態にして補修用の支持体／突起予備成
    形物を形成し、（ｄ）前記予備成形物に時効熱処理を施
    し、次いで（ｅ）前記付加材料の一部分を除去すること
    によって前記の有効な高さおよび形状を持った突起を再
    生する諸工程を含む方法。 ２、前記突起がシールの歯である特許請求の範囲第１項
    記載の方法。 ３、前記第１の金属がＡ２８６合金であり、前記第２の
    金属がＩＮ７１８合金である特許請求の範囲第２項記載
    の方法。 ４、前記突起の有効な高さの一部分を除去することによ
    って前記第１の表面から約０．１インチまでの範囲内で
    突出した突起台部が形成され、前記付加材料が前記突起
    台部に対して冶金的に結合され、かつ前記突起台部の周
    囲から付加材料を除去することによって前記の有効な高
    さおよび形状を持った突起が再生される特許請求の範囲
    第１項記載の方法。 ５、前記突起台部の近傍において前記第１の表面の一部
    分を付加材料と共に除去することによって前記溶接接合
    部が前記支持体から一層離隔して位置することになる特
    許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、前記突起が前記支持体と一体を成して形成されかつ
    前記第１の表面との間に湾曲接合部を形成して前記支持
    体から突出しており、しかも前記突起および前記支持体
    が前記第１の金属で作られている場合において、前記突
    起の大部分を除去することによって前記突起台部が形成
    され、前記付加材料がワイヤの形で用意されており、こ
    のワイヤ状の前記付加材料を溶融して得られた溶融付加
    材料を前記突起台部に溶着させることによって前記補修
    用の支持体／突起予備成形物が得られる特許請求の範囲
    第４項記載の方法。 ７、支持体と、前記支持体の表面から突出した少なくと
    も１個の歯とを有する気体用のラビリンスシールにおい
    て、前記支持体と一体を成して形成されかつ前記支持体
    の表面から約０．１インチまでの範囲内で突出した歯の
    台部を構成する第１の金属と、前記歯の台部に対して冶
    金的に結合された第２の金属との複合体から前記歯が成
    っており、前記第１の金属は溶接特性および補修溶接特
    性が比較的悪いものであり、また前記第２の金属は前記
    第１の金属で希釈された場合に良好な溶接特性および補
    修溶接特性を示しかつ時効熱処理によって前記第１の金
    属と共に時効硬化し得るものであることを特徴とするラ
    ビリンスシール。 ８、前記第１の金属がＡ２８６合金でありかつ前記第２
    の金属がＩＮ７１８合金である特許請求の範囲第７項記
    載のラビリンスシール。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523240A (ja) * 1998-08-19 2002-07-30 シーメンス ウエスチングハウス パワー コーポレイション タービンロータの改造及び補修方法
JP2006291358A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 General Electric Co <Ge> 噛合い構成部品上の補修スプライン及びシール歯
JP2009138566A (ja) * 2007-12-04 2009-06-25 Hitachi Ltd 蒸気タービンのシール構造
JP2011117455A (ja) * 2011-01-13 2011-06-16 Hitachi Ltd 蒸気タービンのシール構造
JP2019155463A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社神戸製鋼所 造形物の製造方法及び造形物
WO2019181556A1 (ja) * 2018-03-23 2019-09-26 株式会社神戸製鋼所 造形物の製造方法及び造形物
JP2022034758A (ja) * 2020-08-19 2022-03-04 株式会社神戸製鋼所 造形物の製造方法及び造形物

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4830934A (en) * 1987-06-01 1989-05-16 General Electric Company Alloy powder mixture for treating alloys
US4958431A (en) * 1988-03-14 1990-09-25 Westinghouse Electric Corp. More creep resistant turbine rotor, and procedures for repair welding of low alloy ferrous turbine components
US4903888A (en) * 1988-05-05 1990-02-27 Westinghouse Electric Corp. Turbine system having more failure resistant rotors and repair welding of low alloy ferrous turbine components by controlled weld build-up
US5038014A (en) * 1989-02-08 1991-08-06 General Electric Company Fabrication of components by layered deposition
IT1251327B (it) * 1991-01-26 1995-05-08 Kubitz Schmiedetechnik Procedimento per corazzare l'impronta di stampi per la fucinatura di pezzi stampati
US5193736A (en) * 1991-03-01 1993-03-16 Interturbine Corporation Method for repairing turbine vanes
ES2088042T3 (es) * 1992-03-21 1996-08-01 Mtu Muenchen Gmbh Dispositivo para soldadura de recargue.
US5553370A (en) * 1995-02-09 1996-09-10 Pepe; John Method for repair of steam turbine blades
DE19547903C1 (de) * 1995-12-21 1997-03-20 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren zur Herstellung oder Instandsetzung von Schaufeln für Turbomaschinen mittels Laserstrahlauftragsschweißen unter Verwendung eines Metallpulvers als Zusatzwerkstoff, sowie Stützform zur Herstellung oder Instandsetzung derartiger Schaufeln und Verfahren zur Herstellung der Stützform
US5794338A (en) * 1997-04-04 1998-08-18 General Electric Company Method for repairing a turbine engine member damaged tip
US6200689B1 (en) 1998-10-14 2001-03-13 General Electric Company Laser shock peened gas turbine engine seal teeth
DE19957771A1 (de) * 1999-12-01 2001-06-07 Rolls Royce Deutschland Reparaturverfahren für Labyrinth-Dichtungsstege an Turbinenscheiben
FR2821978B1 (fr) * 2001-03-12 2003-06-20 Jeumont Sa Procede de reparation du joint labyrinthe d'un diffuseur d'une pompe primaire d'une centrale nucleaire
FR2829524B1 (fr) * 2001-09-11 2004-03-05 Snecma Moteurs Procede de realisation de parties d'extremite radiales de pieces mobiles de turbomachines
DE10161824B4 (de) * 2001-12-15 2004-02-12 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Instandsetzen von verschlissenen oder außer Maß gefertigten Bauteilen
DE10328310A1 (de) † 2003-06-23 2005-01-13 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Modifizieren der Kopplungsgeometrie bei Deckbandsegmenten von Turbinenlaufschaufeln
US6901758B2 (en) * 2003-08-08 2005-06-07 General Electric Company Method for repairing an air cooled combustor liner segment edge portion and repaired segment
US8266800B2 (en) * 2003-09-10 2012-09-18 Siemens Energy, Inc. Repair of nickel-based alloy turbine disk
US6994920B2 (en) * 2003-10-31 2006-02-07 General Electric Company Fusion welding method and welded article
DE102004036066A1 (de) * 2004-07-24 2006-02-16 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Reparieren bzw. Fertigen eines Bauteils
US7591057B2 (en) * 2005-04-12 2009-09-22 General Electric Company Method of repairing spline and seal teeth of a mated component
US7687151B2 (en) * 2005-04-12 2010-03-30 General Electric Company Overlay for repairing spline and seal teeth of a mated component
US7690111B2 (en) 2005-04-14 2010-04-06 Mechanical Dynamics And Analysis, Llc Method and apparatus for repairing turbine rotor
RU2288085C1 (ru) * 2005-04-25 2006-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "КОРУД" Способ восстановления пятников
RU2296659C1 (ru) * 2005-10-28 2007-04-10 Валерий Петрович Казьмин Способ восстановления изношенных поверхностей буксовых шеек осей колесных пар
FR2893360A1 (fr) * 2005-11-15 2007-05-18 Snecma Sa Procede de realisation d'une lechette de labyrinthe d'etancheite, piece thermomecanique et turbomachine comprenant une telle lechette
US7850173B2 (en) * 2006-08-31 2010-12-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Repairable labyrinth seal
US7726021B2 (en) * 2006-09-28 2010-06-01 Pratt & Whitney Canada Corp. Labyrinth seal repair
US8058591B2 (en) * 2007-03-30 2011-11-15 United Technologies Corp. Systems and methods for providing localized heat treatment of gas turbine components
US20080263863A1 (en) * 2007-04-27 2008-10-30 United Technologies Corporation Dimensional restoration of turbine blade knife edge seals
US8205335B2 (en) * 2007-06-12 2012-06-26 United Technologies Corporation Method of repairing knife edge seals
US20090014421A1 (en) * 2007-07-10 2009-01-15 Sujith Sathian Weld Repair Method for a Turbine Bucket Tip
RU2370352C2 (ru) * 2007-08-06 2009-10-20 ЗАО "Уральская Большегрузная Техника-Уралвагонзавод" Способ восстановления профилей катания железнодорожных колес по копирам
RU2371293C1 (ru) * 2008-04-08 2009-10-27 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Способ восстановления изношенных поверхностей буксовых шеек осей колесных пар
US8510926B2 (en) * 2008-05-05 2013-08-20 United Technologies Corporation Method for repairing a gas turbine engine component
DE102008036450A1 (de) 2008-08-05 2010-02-11 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Labyrinth-Dichtungssteg-Reparaturverfahren für Gasturbinen
US8678267B2 (en) * 2008-10-10 2014-03-25 The Boeing Company System and method for integrally forming a stiffener with a fiber metal laminate
DE102010001414B4 (de) * 2010-02-01 2013-05-08 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Reparatur von Labyrinth-Dichtungsstegen
DE102010001413B4 (de) * 2010-02-01 2013-10-17 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Reparatur von Labyrinth-Dichtungsstegen
FR2965200B1 (fr) * 2010-09-28 2013-08-09 Dcns Procede de fabrication d'un echangeur a plaques
RU2510426C1 (ru) * 2012-10-31 2014-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационная Внедренческая Компания Эталон-М" (ООО "ИВК Эталон-М") Способ восстановления внутренней поверхности ступицы направляющего аппарата центробежного электронасоса
US20150306713A1 (en) * 2012-12-03 2015-10-29 United Technologies Corporation A method of fabricating a rotor of a turbofan engine
EP2756907A1 (de) * 2013-01-21 2014-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Auftragsschweißen mit äußerer dickerer Rahmenkontur
US9476304B2 (en) * 2013-05-10 2016-10-25 Caterpillar Inc. Laser casting blade repair
DE102013214781B3 (de) 2013-07-29 2015-02-26 MTU Aero Engines AG Verfahren zur Reparatur eines Aufnahmehakens für Leitschaufeln
US9321115B2 (en) * 2014-02-05 2016-04-26 Alstom Technologies Ltd Method of repairing a transition duct side seal
US10440829B2 (en) 2014-07-03 2019-10-08 United Technologies Corporation Heating circuit assembly and method of manufacture
US20180030991A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Siemens Demag Delaval Turbomachinery, Inc. Methods for repairing or restoring impeller seals of a centrifugal compressor
WO2019211239A1 (de) * 2018-05-02 2019-11-07 Weber Tec Gmbh Rolltreppenstufeninstandsetzungs- und/oder reinigungsvorrichtung
CN110042334A (zh) * 2019-04-03 2019-07-23 西北工业大学 基于热处理修复的镍基单晶合金叶片的延寿方法
KR102616294B1 (ko) * 2023-07-24 2023-12-21 터보파워텍(주) 3d프린팅 기술에 의한 래비린스 씰 투스 재생 수리방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB286089A (en) * 1927-03-02 1928-03-01 Ernest Henry Jones An improved method of repairing or building up the surfaces of metal articles
US3846899A (en) * 1972-07-28 1974-11-12 Gen Electric A method of constructing a labyrinth seal
FR2292107A1 (fr) * 1974-11-25 1976-06-18 Alsthom Cgee Procede de rechargement de pieces de turbines a vapeur
US4028788A (en) * 1976-01-12 1977-06-14 Demusis Ralph T Method of refurbishing turbine blade air seal flanges
US4159410A (en) * 1977-06-13 1979-06-26 General Electric Company Method and apparatus for applying molten filler material
US4441012A (en) * 1981-12-14 1984-04-03 General Electric Company Method and apparatus for controlling heating power during the application of molten filler material to a workpiece

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523240A (ja) * 1998-08-19 2002-07-30 シーメンス ウエスチングハウス パワー コーポレイション タービンロータの改造及び補修方法
JP2006291358A (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 General Electric Co <Ge> 噛合い構成部品上の補修スプライン及びシール歯
JP2009138566A (ja) * 2007-12-04 2009-06-25 Hitachi Ltd 蒸気タービンのシール構造
JP2011117455A (ja) * 2011-01-13 2011-06-16 Hitachi Ltd 蒸気タービンのシール構造
JP2019155463A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社神戸製鋼所 造形物の製造方法及び造形物
WO2019176759A1 (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社神戸製鋼所 造形物の製造方法及び造形物
CN111867769A (zh) * 2018-03-16 2020-10-30 株式会社神户制钢所 造型物的制造方法以及造型物
WO2019181556A1 (ja) * 2018-03-23 2019-09-26 株式会社神戸製鋼所 造形物の製造方法及び造形物
JP2019166544A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 株式会社神戸製鋼所 造形物の製造方法及び造形物
JP2022034758A (ja) * 2020-08-19 2022-03-04 株式会社神戸製鋼所 造形物の製造方法及び造形物

Also Published As

Publication number Publication date
FR2583326A1 (fr) 1986-12-19
IT1190006B (it) 1988-02-10
GB2177038A (en) 1987-01-14
FR2583326B1 (fr) 1992-03-20
GB2177038B (en) 1989-04-05
NL8601474A (nl) 1987-01-02
IT8620721A1 (it) 1987-12-09
GB8612456D0 (en) 1986-07-02
US4657171A (en) 1987-04-14
BE904920A (fr) 1986-12-15
CA1287073C (en) 1991-07-30
IT8620721A0 (it) 1986-06-09
DE3619536A1 (de) 1986-12-18

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