BRPI0601540B1

BRPI0601540B1 - cobertura para o reparo da acanaladura e do dente de vedação de um componente acoplado

Info

Publication number: BRPI0601540B1
Application number: BRPI0601540A
Authority: BR
Inventors: Eric Lutz Kenneth; Joseph Kelly Thomas; Lance Finton Troy
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2019-01-08
Also published as: EP1712325A1; CA2542247C; SG147416A1; DE602006010466D1; CA2542247A1; JP5073220B2; US7687151B2; SG126874A1; US20060228573A1; EP1712325B1; BRPI0601540A; JP2006341306A

Abstract

"cobertura para o reparo da acanaladura e do dente de vedação de um componente acoplado". é descrita uma cobertura (600) para o reparo de uma acanaladura e de um dente de vedação (20) de um componente engrenado (10). a cobertura (600) é um tubo construído a partir de um material de reparo de solda (50), o tubo apresentando uma superfície externa (620) e um superfície interna (625). a superfície interna (625) é dimensionada de modo a definir uma abertura (630) com tamanho para receber uma pluralidade de acanaladuras (20) radialmente separadas do componente (10), as acanaladuras (20) do componente (10) dispostas para engrenar, de forma casada, um componente complementar.

Description

Este pedido está relacionado com o pedido de patente americano No. 11/104.170 (número de referência do agente 128801(07783-0176) de título “Método para o reparo da acanaladura e do dente de vedação de um componente acoplado”, e com o pedido de patente americano No. 11/104.171 (número de referência do agente 128803(07783-0178) de título “Acanaladura reparada e dente de vedação de componentes acoplados” ambos tendo sido cedidos ao cedente da presente invenção e os quais também foram depositados em 12 de Abril de 2005, os conteúdos dos quais sendo aqui incorporados como referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere, em geral, ao reparo de componentes acoplados. Mais em particular, esta invenção é dirigida ao reparo da acanaladura e do dente de vedação de um eixo de um motor de aeronave.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Um motor de turbina a gás inclui um compressor o qual fornece ar sob pressão a um combustor, no qual o ar é misturado com o combustível e queimado para gerar os gases quentes da combustão. Estes gases fluem a jusante para uma ou mais turbinas, as quais extraem a energia destes para mover o compressor e para fornecer o empuxo para manter a aeronave em vôo. Tipicamente, um eixo oco está axialmente localizado dentro da turbina a gás para conectar o compressor e a turbina para a rotação desta. O eixo pode estar interconectado a componentes rotatórios do motor através de uma série de acanaladuras ou dentes acanalados radialmente distanciados. O eixo é tipicamente manufaturado através de um processo de forja, esmerilhamento e endurecimento.

Um motor de turbina a gás gira em uma única direção durante a operação e é uma máquina delicadamente balanceada. Conforme o motor é operado normalmente, as acanaladuras no eixo transmitem cargas e experimentam um desgaste, em geral em uma única face. Tipicamente, uma acanaladura é um membro fino o qual faz uma interface com uma acanaladura acoplada, ou que se engata a esta, em uma peça adjacente. A face de cada acanaladura que transmite o torque da turbina para o compressor tipicamente se desgasta dentro de um padrão previsível. Este desgaste na face de transmissão da carga, ou na face de pressão, das acanaladuras pode causar uma perda de material da peça, a geração de um aumento do estresse na face de pressão e a redução da vida útil da peça, eventualmente necessitando de uma reforma no motor. O desgaste excessivo da acanaladura podería resultar tanto em uma falha nas acanaladuras quanto no motor.

Durante a reforma do motor, o eixo é inspecionado para se

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determinar a intensidade do desgaste nas várias superfícies de contato, incluindo a acanaladura e o dente de vedação. As dimensões do eixo são comparadas a um conjunto de dimensões e de tolerâncias. Um eixo que não esteja dentro das tolerâncias aceitáveis para as dimensões predeterminadas tipicamente é descartado e um novo eixo é inserido no motor reformado. Um razão para o descarte do eixo é a falta de métodos apropriados de reparo para o dente acanalado desgastado. Tipicamente, o desgaste experimentado pelas acanaladuras é de somente uns poucos milésimos de polegada na face de pressão das acanaladuras, com um desgaste insignificante nas faces opostas e nos topos das acanaladuras.

Os esforços para reparar a face desgastada das acanaladuras do eixo, através da soldagem de um material de preenchimento na face desgastada e de um novo desbaste desta face, resultaram em um eixo reparado cujas dimensões foram restauradas, mas que apresenta propriedades de material inadequadas na face de pressão da acanaladura. Uma destas propriedades inadequadas é uma alteração indesejável do tamanho de partícula dentro da zona afetada pelo calor (HAZ) da área de solda. A HAZ é a região que envolve a solda e que é afetada de forma mensurável pelo processo de soldagem. Se uma quantidade suficiente de calor é transferida para o substrato de solda, o tamanho dos grânulos da microestrutura pode ser aumentado. Um tamanho de grânulo maior está associado a uma menor resistência à fadiga e resulta em uma microestrutura do material que é mais susceptível de fissuras e que irá suportar menos ciclos de tensão. As fissuras por fadiga na face de pressão das acanaladuras são conhecidas por causar falhas prematuras.

Desta forma, existe a necessidade por um método para o reparo do dente acanalado de um eixo de transmissão de força de um motor de turbina a gás o qual supere as inadequações do estado da arte.

S1NTESE DA INVENÇÃO

A presente invenção é dirigida a uma cobertura para uso no reparo do dente acanalado de um componente acoplado. A presente invenção fornece um método para minimizar a alteração das propriedades físicas adjacentes a uma área de reparo por solda, através da geração de uma baixa emissão de calor, através da soldagem de uma quantidade mínima de material de reparo, a uma superfície que é oposta à área desgastada, ao mesmo tempo em que fornece uma ligação totalmente metalúrgica entre o material de reparo e o substrato.

De acordo com uma forma de realização da invenção, é descrita uma cobertura para uso no reparo de uma ou mais acanaladuras radialmente separadas de um componente casado. A cobertura compreende um tubo compreendendo um material de reparo por solda, o tubo apresentando uma superfície interna e uma superfície externa, sendo que a superfície interna é dimensionada de

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3/10 modo a definir uma abertura com tamanho para receber uma pluralidade de acanaladuras radialmente distanciadas de um componente, as acanaladuras do componente dispostas de modo a engrenar, de forma casada, um componente complementar.

De acordo com outra forma de realização da invenção, é descrita uma cobertura para uso no reparo de uma ou mais acanaladuras radialmente separadas de um eixo de um motor de turbina de aeronave. A cobertura compreende um tubo compreendendo ao menos um material selecionado do grupo que consiste de níquel, ferro e crômio, o tubo apresentando uma superfície externa e uma superfície interna, sendo que a superfície interna define uma abertura dimensionada para receber e contatar as acanaladuras radialmente separadas de um eixo de um motor de turbina de

aeronave.

Outras características e vantagens da presente invenção ficarão aparentes a partir da seguinte descrição mais detalhada da forma preferida de realização, tida em conjunto com os desenhos que acompanham, os quais ilustram, a título de exemplo, os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

- A figura 1 é uma vista em perspectiva de um eixo de transmissão de uma turbina de um motor de uma aeronave;

- A figura 2 é uma vista em secção parcial e ampliada, feita conforme a linha 2-2 da figura 1, com o desgaste da acanaladura exagerado por uma questão de clareza;

- A figura 3 é uma vista em secção de um eixo de transmissão de uma turbina, ilustrando uma série de acanaladuras iguais as da figura 2, nas quais a espessura do material de reparo soldado é exagerado por uma questão de clareza;

- A figura 4 é uma vista em secção parcial e ampliada, similar à figura 2, ilustrando um contorno de exemplo de uma acanaladura na qual tenha sido depositado um material de reparo, de acordo com a presente invenção;

- A figura 5 é uma vista em secção parcial e ampliada, similar à figura 2, ilustrando um contorno de exemplo após um novo desbaste de uma acanaladura de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

- A figura 6 é uma vista em perspectiva da porção da acanaladura do eixo da figura 1, apresentando uma cobertura aplicada sobre as acanaladuras, de acordo com uma forma de realização da invenção; e

- A figura 7 é uma vista em perspectiva da porção da acanaladura do eixo da figura 1, apresentando uma cobertura aplicada sobre as acanaladuras, de acordo com outra forma de realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Apesar de que serão descritas as formas de realização de

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exemplo, primariamente com relação a um eixo de transmissão de um turbina de um motor de turbina a gás, poderá ser visto que a invenção poderá ser empregada com relação à qualquer componente engrenado apresentando acanaladuras ou dentes de vedação que engrenam de forma casada um correspondente componente casado complementar.

A figura 1 ilustra um eixo de transmissão 10 de turbina de um motor de aeronave (não mostrado) o qual inclui uma porção acanalada 12 e uma porção de vedação 14. A porção acanalada 12 inclui uma pluralidade de acanaladuras 20, alinhadas de forma substancialmente paralelas ao eixo longitudinal do eixo 10, e radialmente distanciadas ao redor do eixo 10.

Com referência à figura 2, é ilustrada uma acanaladura 20. A acanaladura 20 apresenta uma superfície exterior 30, a qual define uma área de reparo típica, ou uma porção desgastada, 32 e uma porção não desgastada 34. A porção desgastada 32 é definida entre a linha pontilhada 38 e a superfície desgastada 36. Antes do uso em um motor de aeronave, a acanaladura 20 foi manufaturada com as dimensões definidas pela linha pontilhada 38 e pela superfície exterior 30. Durante o uso, a porção desgastada 32 foi perdida pela acanaladura 20, de tal forma que a superfície exterior 30 passou a incluir a superfície desgastada 36. Conforme a superfície exterior 30, na linha pontilhada 38, engrenava de forma casada um dente, ou uma acanaladura, de um dispositivo complementar (não mostrado), o torque era transferido do eixo 10 para o dispositivo complementar, assim resultando em um desgaste e na perda da porção desgastada 32. Como empregada na presente descrição, a porção desgastada 32 está localizada na face 40 de pressão, ou de contato, da acanaladura 20. A face oposta da acanaladura 20 é referida como a face 42 de não pressão ou de não contato.

A figura 3 é uma parte do eixo 10, a qual ilustra uma série de acanaladuras 20 com material de reparo 50 preso nestas. De preferência, o material de reparo 50 é soldado na acanaladura 20 empregando um processo de soldagem com emissão de uma energia focada, ou de baixa energia. Ainda mais preferencialmente, o pudlado de solda criado tem aproximadamente 39,4 mils (cerca de 1 mm) de diâmetro. Os processos de soldagem exemplificativos são a arco de plasma em pulsos, micro arco de plasma, laser pulsante, e eletrônica pulsante. O micro arco de plasma é aplicado, de preferência, com correntes de soldagem entre cerca de 0,1 a 15 A. Desta forma, o material de reparo 50 pode ser soldado na acanaladura 20 com um mínimo de calor emitido para a acanaladura 20 de modo a reduzir a HAZ. Se é empregado um alimentador de arame, o arame tem, de preferência, menos que cerca de 39,4 mils (cerca de 1 mm) de diâmetro. Poderá ser percebido que o material de reparo 50 por soldagem sobre a acanaladura 20 poderia ser conseguido através de um processo manual ou automático, ou de combinações dos dois. Quando se emprega a soldagem

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eletrônica pulsante, o processo de soldagem é tipicamente realizado com uma tensão de cerca de 100-140 KV e uma corrente de cerca de 5 a 10 mA. A taxa de passagem, ou de deslocamento, tipicamente é de cerca de 10-20 polegadas por minuto (25-50 cm por minuto). Poderá ser apreciado que pode ser usada qualquer técnica ou qualquer combinação de técnicas, desde que a emissão de calor seja controlada para prevenir um crescimento granular excessivo na HAZ. Crescimento granular excessivo, como ora empregado, é um aumento no tamanho dos grânulos o qual afete de forma adversa as propriedades do material da acanaladura, evitando a reutilização da acanaladura.

Assim provido, o material de reparo 50 é ligado à acanaladura 20 ao mesmo tempo em que se reduz a HAZ adjacente à solda. Na forma de realização fornecida, o tamanho dos grânulos da HAZ pode estar dentro de uma faixa desejada de um número ASTM menor que 10, conforme determinado pela norma ASTM E112-96e2, Métodos de Teste Padrão para Determinar o Tamanho Médio dos Grânulos. Os grânulos com tamanho maior que o valor desejado estão, em geral, associados com a promoção da propagação das fissuras por fadiga, as quais podem levar a uma falha do componente.

As acanaladuras 20 são projeções finas e pontiagudas no eixo 10, e desta forma, é desejável manter a emissão de calor tão baixa quanto o razoavelmente possível para reduzir o efeito da HAZ da face de pressão 40 em cada acanaladura 20. Se a emissão de calor não é controlada, a HAZ e o crescimento granular podem se estender desde a face de não pressão 42, através da acanaladura 20, até a face de pressão 40, desta forma negando a eficiência de um reparo. Assim, mesmo que possam ocorrer algum crescimento granular, a baixa emissão de calor limita os efeitos do reparo dentro da face de não pressão 42, a qual tipicamente não está em contato com qualquer outro componente durante a operação normal e assim a HAZ e o crescimento granular, se apropriadamente controlados e limitados para a face de não pressão 42, não serão fatores significativos para a fadiga.

Como poderá ser melhor visto através da figura 4, o material de reparo 50 é unido na acanaladura de uma forma que resulte no depósito acumulativo do material de reparo 50 na face de não pressão 42. A figura 4 ainda ilustra em linha pontilhada o contorno da acanaladura reparada 20’ a qual inclui uma face de pressão reparada 40’ e uma face de não pressão reparada 42’. Como poderá ser visto, após a adição do material de reparo 50, o eixo 10 é novamente esmerilhado, ou desbastado, criando uma acanaladura reparada 20’.

Em uma forma preferida de realização, o método da presente invenção inclui identificar uma área de reparo 45 na face de pressão 40 da acanaladura 20, soldar o material de reparo 50 nas faces de não pressão 42, e esmerilhar ou desbastar o eixo 10 de modo a produzir uma acanaladura reparada 20’. A

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área de reparo 45 é identificada pela área da acanaladura 20 a ser desbastada para fornecer uma face de pressão reparada 40’. Como poderá ser visto, e para manter a simetria e o equilíbrio durante a operação, todas as acanaladuras 20 do eixo 10 tipicamente irão necessitar de um depósito acumulativo do material de reparo 50 sobre as faces de não pressão 42 para fornecer acanaladuras reparadas 20’. A face de pressão 40 de cada acanaladura 20 é desbastada até o contorno da face de pressão reparada 40’. A face de não pressão 42 também é preferivelmente desbastada para remover o excesso do material de reparo 50 de modo a produzir uma face de não pressão reparada 42’. Assim providas, as acanaladuras reparadas 20’ são levemente deslocadas sobre o eixo 10 quando comparadas com as localizações radiais originais das acanaladuras 20, mas por outro lado as acanaladuras reparadas 20’ apresenta dimensões que são as mesmas, ou aproximadamente as mesmas, em comparação com as acanaladuras 20 originais considerando as tolerâncias de ajuste. A figura 5 ilustra uma acanaladura reparada 20’ após terem sido completadas as operações de desbaste.

Assim provida, a face de pressão novamente desbastada 40’ da acanaladura 20’ é forma da pelo material do eixo como originalmente forjado, e não pelo material de reparo 50. Desta forma, o eixo 10 é dotado de uma superfície de desgaste a qual é composta dos materiais originais do eixo. Este material original retém as propriedades físicas desejadas para as acanaladuras 20 e, através do uso do método aqui descrito, este material não sofre nenhum mudança significativa pelo processo de soldagem. Em contraste, um reparo consistindo em aplicar um material de reparo na porção desgastada e desbastar novamente o eixo até as suas dimensões originais, iria resultar em um eixo com superfícies de contato que poderiam apresentar propriedades indesejáveis. Poderá ser visto que o processo aqui descrito, apesar de ser preferencialmente dirigido ao reparo das acanaladuras 20 que apresentam um desgaste devido ao uso normal, também poderia ser usado, por exemplo, para o reparo das acanaladuras 20 que não se encontram dentro das tolerâncias previstas, por qualquer outra razão.

O material de reparo 50 é tipicamente depositado sobre a face de não pressão 42 com uma espessura menor que cerca de 40 mils (1,016 mm), e de preferência menor que cerca de 15 mils (0,381 mm). O material de reparo pode ser aplicado através de uma pluralidade de passes, ou mãos, de forma a minimizar a emissão de calor em cada um dos passes ou passagens. Poderá ser visto que o depósito do material de reparo 50 é ao menos tão fino quanto a porção desgastada 32, de forma a restaurar a acanaladura reparada 20' para com as mesmas dimensões que as da acanaladura 20 antes do uso e de seu subseqüente desgaste. Assim, e antes do depósito do material de reparo, a espessura da porção desgastada 32, e assim a espessura da área de reparo da face de pressão 40, tipicamente é determinada de forma

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normal em relação à superfície desgastada 36.

Também de forma preferida, o material de reparo 50 é idêntico ao material do eixo 10, cujos materiais tipicamente são ligas “superalloy” selecionadas do grupo que consiste de a base de níquel, a base de ferro, e base de cobalto, e combinações destas. Ainda mais preferencialmente, o eixo 10 e o material de reparo 50 são feito da liga INCONEL® 718, apesar de que outros materiais apropriados reparados empregando o método aqui descrito. INCONEL® é uma marca federal registrada de propriedade da Huntington Alloys Corporation de Huntington, Virgínia do Oeste. A composição da INCONEL® 718 é bem conhecida da arte e este é a designação para uma liga “superalloy” a base de níquel compreendendo cerca de 18 por cento em peso de crômio, cerca de 19 por cento em peso de ferro, cerca de 5 por cento em peso de nióbio + tântalo, cerca de 3 por cento em peso de molibdênio, cerca de 0,9 por cento em peso de titânio, cerca de 0,5 por cento em peso de alumínio, cerca de 0,05 por cento em peso de carbono, cerca de 0,009 por cento em peso de boro, um máximo de cerca de 1 por cento em peso de cobalto, um máximo de cerca de 0,35 por cento em peso de manganês, um máximo de cerca de 0,35 por cento em peso de silício, um máximo de cerca de 0,1 por cento em peso de cobre, e o balanço de níquel.

Através da soldagem do material de reparo 50 na face de não pressão 42 da acanaladura 20, a HAZ da acanaladura reparada ficará adjacente à face de não pressão 42' reparada da acanaladura reparada 20’. O tamanho dos grânulos dentro da HAZ pode ser maior que o tamanho dos grânulos do material do eixo original 10 adjacente à face de pressão 40’. Para as aplicações que envolvem acanaladuras que se movem em uma única direção rotacional, e portanto apresentam uma face de pressão e uma face de não pressão em cada acanaladura, a alteração das propriedades físicas, tais como a dureza e o tamanho dos grânulos, nas adjacências da face de pressão pode impactar a resistência e a vida útil do componente, enquanto que a alteração das propriedades físicas nas adjacências da face de não pressão pode apresentar um impacto insignificante na resistência e na vida útil do componente. Pode ser realizado um outro tratamento térmico para alterar as propriedades físicas do eixo, se desejado, sendo este previsto como parte da invenção em objeto. O tratamento térmico tipicamente é conduzido a uma temperatura de cerca de 1150° F (621° C) a cerca de 1400° F (760° C), por até cerca de 16 horas, empregando taxas ascendentes padronizadas para o material selecionado até se alcançar a temperatura do tratamento.

O uso de métodos de soldagem com alimentação de arame pode ser feito para reparar as acanaladuras de acordo com as formas de realização de exemplo da invenção. Apesar de serem obtidos resultados satisfatórios através da soldagem com alimentação de arame, para se atingir um nível de consistência e de reprodução em um ambiente de produção, é ainda fornecida uma outra forma de

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realização de exemplo da invenção.

De acordo com outra forma de realização da invenção, o método para o reparo das acanaladuras envolve o uso de uma cobertura ou sobre camada, a qual se ajusta sobre as acanaladuras do eixo da turbina a gás. A cobertura cobre e contata as acanaladuras e atua como uma fonte consumível do material de reparo para a soldagem. O uso de uma cobertura fornece um melhor controle em relação à quantidade de material aplicado nas acanaladuras e assim provê a um melhor controle térmico durante a soldagem.

Com referência à figura 6, uma cobertura 600 é um dispositivo tubular formado por qualquer material de reparo de solda, e de preferência de INCONEL® 718. A cobertura 600 apresenta uma superfície externa 620 e uma superfície interna 625, a qual define uma abertura 630 através da qual as acanaladuras 20 se encaixam. A superfície interna 625 é dimensionada para substancialmente casar com a geometria e as dimensões das acanaladuras 20, de tal forma que a cobertura 600 é disposta sobre as acanaladuras 20 do eixo 10, a cobertura 600 sendo substancialmente imobilizada por meio de um engate deslizante com as acanaladuras 20, as quais são recebidas nos recessos casados formados ao longo da superfície interna 625 da cobertura 600.

A superfície externa 620 da cobertura 600 pode ser definida por qualquer área em secção transversal. Por exemplo, a superfície externa 620 pode ser definida por uma área de secção transversal circular, conforme mostrado na figura 6, apesar de que, de acordo com uma outra forma de realização de exemplo da invenção, é usada uma cobertura 700 com estilo de cortador de bolacha, como mostrado na figura 7. Como ilustrado na figura 7, a cobertura 700 apresenta uma espessura substancialmente uniforme, reduzindo a quantidade de material necessária para construir a cobertura 700, na qual tanto a superfície externa 720 quanto a superfície interna 725 da cobertura 700 substancialmente casam com o contorno das acanaladuras 20.

Fazendo referência novamente à figura 6, a cobertura 600 pode apresentar uma série de linhas paralelas traçadas 640 que se desenvolvem ao longo do comprimento da cobertura 600. As linhas traçadas 640 podem ser feitas empregando qualquer método conhecido na arte e são afastadas na superfície externa 620 da cobertura 600 de tal forma que as linhas traçadas 640 definam áreas alternadas sobre a face de pressão 40 e sobre a face de não pressão 42 das acanaladuras 20. Empregando um dispositivo de soldagem de precisão, é dada uma série de passes de solda na área entre duas linhas traçadas 640, cuja área esteja sobre uma face de não pressão de uma acanaladura 20. De preferência, as soldas são feitas em uma direção paralela às linhas traçadas. A soldagem faz com que uma porção da cobertura 600 seja unida de forma metalúrgica, tal qual o material de reparo na face de não pressão 42 das

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acanaladuras 20.

Uma vez que a área entre as linhas traçadas 640 tenha sido completamente soldada, o processo é repetido com relação ao conjunto seguinte de linhas traçadas 640, as quais definem uma área sobre uma face de não pressão 42 de uma acanaladura 20, evitando qualquer outra área definida pelas linhas traçadas 640, as quais definem uma área sobre uma face de pressão 40 de uma acanaladura 20, para a qual não é desejado depositar algum material de reparo. Quando a cobertura 600 apresenta uma superfície externa definida por uma área de secção transversal circular, como a mostrada na figura 6, a distância da superfície externa 620 até a face de não pressão 42 da acanaladura 20, e a profundidade da solda, são alterados em cada passe. Empregando ferramentas de soldagem de precisão, como as que são conhecidas da arte pelos peritos na arte, podem facilmente ser feitos os ajustes após cada passe para controlar a profundidade da solda para o passe seguinte. A cobertura 600 apresenta uma espessura suficiente de modo a permitir que o calor da solda aqueça a superfície interna 625 da cobertura 600, e assim resulte no depósito do material de reparo sobre a face de não pressão 42 das acanaladuras.

A cobertura 600 pode ter qualquer comprimento, mas é preferível que esta seja ao menos tão longa quanto as acanaladuras 20 do eixo 10 para evitar a necessidade de se empregar mais de uma cobertura 600, e para permitir uma trajetória única e ininterrupta ao longo do comprimento de cada acanaladura 20. De preferência, e como mostrado na figura 7, a cobertura 700 é mais cumprida que as acanaladuras 20. Poderá ser visto que os comprimentos das camadas mostradas nas figuras 6 e 7, tem o propósito de Ilustração, e não são dependentes do formato da cobertura.

Como poderá ser visto, é sabido que as ondulações térmicas (heat surge) e similares algumas vezes ocorrem em pontos no inicio ou ao final da soldagem. Assim, se uma soldagem é iniciada ou parada diretamente sobre a acanaladura 20 que está sendo reparada, podem ocorrer variações na qualidade do material, resultando em áreas localizadas apresentando propriedades indesejadas.

Contudo, se a soldagem é iniciada ou terminada além das acanaladuras 20, pode ser obtida uma solda consistente sobre a totalidade do comprimento das acanaladuras 20, e qualquer ondulação térmica que ocorra em uma área da cobertura 700 não esteja em contato com as acanaladuras 20.

Contudo, e devido ao fato que a cobertura 700 se estende 35 para além das acanaladuras 20, as acanaladuras 20 não podem ser vistas durante o processo de soldagem. Desta forma, podem ser fornecidas marcas de inicio e de final 760, 770 as quais se prestam como indicadores na superfície externa 720 dos pontos antes e depois das acanaladuras 20. As marcas 760, 770 indicam que a soldagem pode

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ser iniciada ou parada com um pequeno risco de ondulações térmicas ou de outros danos nas acanaladuras 20. Poderá ser visto que as marcas de inicio e de parada 760, 770 podem ser usadas em combinação com as linhas traçadas para definir uma área para a soldagem, apesar de que as linhas traçadas podem ser desnecessárias quando se emprega a cobertura 700 que apresenta uma espessura substancialmente constante, conforme ilustrado na figura 7, na qual os picos e os vales do contorno da superfície 720 realizam a mesma função que as linhas traçadas.

As ferramentas de soldagem de precisão, como as conhecidas na arte, podem ser empregadas para se realizar os vários processos de soldagem da invenção empregando uma cobertura. Desta forma, a largura e a profundidade da solda podem ser controladas, de tal forma que a soldagem não resulte em uma aplicação do material de reparo, proveniente da cobertura, sobre a face de pressão de qualquer das acanaladuras. Ainda mais, é aplicada uma quantidade constante do material de reparo nas acanaladuras. Após ter sido completada a soldagem, estas porções da cobertura não se fixam pela soldagem, isto é, estas porções que estão em contato com a face de pressão das acanaladuras, são facilmente removidas durante as operações de desbaste. Como previamente descrito, o desbaste envolve o desbaste da face de pressão da acanaladura para prover a uma superfície lisa formada pelo material do eixo conforme a fabricação. A face de não pressão também é desbastada ou esmerilhada para remover o excesso do material de reparo onda a cobertura foi soldada para prover ao contorno e às dimensões desejadas da acanaladura.

Poderá ser apreciado que, apesar de terem sido descritas as formas de realização de exemplo da presente invenção, com relação às acanaladuras de um eixo de um motor de turbina a gás, os princípios da invenção se aplicam igualmente aos dentes de vedação e a quaisquer outros componentes de um motor de turbina a gás apresentando acanaladuras, dentes, dentes de rodas dentadas e similares.

Apesar da invenção ter sido descrita com referência a uma forma preferida de realização, deve ser entendido pelos peritos na arte que podem ser feitas várias alterações e que equivalentes podem substituir os elementos desta, sem com isto escapar do escopo da invenção. Em adição, podem ser feitas várias modificações para que haja a adaptação, a uma situação ou a um material em particular, dos ensinamentos da invenção sem com isto escapar do escopo essencial desta. Portanto, deve ser entendido que a invenção não é limitada pela particular forma de realização, descrita como a melhor forma contemplada para a condução da invenção, mas que a invenção irá incluir todas as formas de realização que recaem dentro do escopo das reivindicações em anexo.

Claims

1. Cobertura para uso no reparo de um ou mais acanaladuras radialmente separadas de um componente casado, caracterizada pelo fato de compreender:

- um tubo compreendendo um material de reparo por solda, o tubo apresentando uma superfície interna e uma superfície externa, sendo que a superfície interna é dimensionada de modo a definir uma abertura com tamanho para receber uma pluralidade de acanaladuras radialmente distanciadas de um componente, as acanaladuras do componente dispostas de modo a engrenar, de forma casada, um componente complementar.

2. Cobertura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato na qual o tubo apresenta uma espessura substancialmente constante.

3. Cobertura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato na qual a área da secção transversal da superfície externa do tubo é circular.

4. Cobertura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender linhas traçadas na superfície externa da tubo.

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5. Cobertura, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato na qual as linhas traçadas são substancialmente paralelas em relação à direção longitudinal do tubo.

6. Cobertura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma pluralidade de marcas que se

25 estendem a partir da superfície externa do tubo.

7. Cobertura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato na qual o tubo compreende uma liga “superalloy” selecionada do grupo de a base de níquel, a base de cobalto, a base de ferro e combinações destas.

8. Cobertura, de acordo com a reivindicação 1,

30 caracterizada pelo fato na qual o tubo compreende uma liga “superalloy” a base de níquel compreendendo cerca de 18 por cento em peso de crômio, cerca de 19 por cento em peso de ferro, cerca de 5 por cento em peso de nióbio + tântalo, cerca de 3 por cento em peso de molibdênio, cerca de 0,9 por cento em peso de titânio, cerca de 0,5 por cento em peso de alumínio, cerca de 0,05 por cento em peso de carbono, cerca de 0,009 35 por cento em peso de boro, um máximo de cerca de 1 por cento em peso de cobalto, um máximo de cerca de 0,35 por cento em peso de manganês, um máximo de cerca de 0,35 por cento em peso de silício, um máximo de cerca de 0,1 por cento em peso de cobre, e o balanço de níquel.

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9. Cobertura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato na qual o componente é um eixo de um motor de turbina a gás.