CN101992356B - 连接的涡轮转子构件及其方法 - Google Patents

连接的涡轮转子构件及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101992356B
CN101992356B CN201010273526.9A CN201010273526A CN101992356B CN 101992356 B CN101992356 B CN 101992356B CN 201010273526 A CN201010273526 A CN 201010273526A CN 101992356 B CN101992356 B CN 101992356B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel alloy
rotor component
turbine rotor
steam turbine
solder paste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010273526.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101992356A (zh
Inventor
R·B·斯卡林
M·赖格尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of CN101992356A publication Critical patent/CN101992356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101992356B publication Critical patent/CN101992356B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
    • 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
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
    • 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
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3033—Ni as the principal constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

本发明涉及提供用于将钢(10)和镍合金(30)涡轮转子构件连接在一起的方法以及由该方法生产的连接的涡轮转子构件(10，30)。该方法包括以下步骤：提供钢转子构件(10)；在钢转子构件(10)上铺放镍合金焊膏层(20)；提供镍合金转子构件(30)；然后使用镍合金焊接填料(25)将镍合金焊膏层(10)焊接到镍合金构件(30)，以便将构件(10，30)连接在一起。首先铺放到钢构件(10)上的焊膏层(20)实现镍合金/钢熔合线的缺陷的可靠测试。

Description

连接的涡轮转子构件及其方法
技术领域
本公开大体涉及燃气或蒸汽涡轮转子，更具体地涉及由钢和镍合金制成的涡轮转子构件的连接。
背景技术
在涡轮领域中，通常需要由不同材料分段制成的转子。然而，由于不同材料不能总是容易地进行连接，故这种需要造成挑战。
焊接是一种将转子构件块连接在一起的期望方式。例如，美国专利No. 4, 962, 586描述包含连接不同钢的连接方案。该方案包含在一个构件上铺放焊膏(butter)层，对焊膏层进行热处理并且然后将其它钢转子构件连接到焊膏层。美国专利No. 7, 371, 988 B2描述另一种连接钢转子构件的方法，其也包含在两个构件上都铺放经热处理的焊膏层。
美国专利No. 7, 168, 916 B2描述包含使用中间转子环连接钢和镍合金构件的另外的方法。这个方案提供一种克服已知问题的方法，该问题是：由于在超声波衰减性质中的突然变化以及在从焊接接头的外表面检测位于熔合线中的任何缺陷的困难，在从镍合金到钢的过渡处的缺陷的不良分辨。
因为存在将钢和镍合金涡轮转子构件连接在一起的持续的需要，所以存在提供可选的连接方案的需要。
发明内容
提供连接的涡轮转子构件和用于制造连接的涡轮转子构件的方法，其中涡轮转子构件分别由钢和镍合金制成。该连接方法克服钢/镍合金熔合线的检查的问题。
本公开试图通过独立权利要求的主题解决这个问题。在从属权利要求中给出有利的实施例。
因此，一个方面提供用于涡轮转子构件的连接方法，其包括：
a) 提供由钢制成的第一转子构件；
b) 在第一构件上铺放镍合金焊膏层；
c) 提供由镍合金制成的第二转子构件；以及
d) 使用镍合金焊接填料将镍合金焊膏层焊接到第二构件，以便将第一转子构件和第二构件连接在一起。
这个方法提供一种方式，其中，在钢和镍合金之间的熔合线可针对缺陷容易地进行检查，即在步骤d)之前，同时可获得对镍合金焊膏层的良好接近。该方法进一步提供，在铺放镍合金焊膏层之后但在第一和第二转子构件的连接之前不需要中间热处理步骤。
另一个方面提供由上述方法生产的连接的涡轮转子构件，其中，第一转子构件、镍合金焊膏层、镍合金焊接填料和第二转子构件位于沿纵向轴线的轴向序列。
本发明的其它方面和优点将从连同附图进行的以下描述变得显而易见，其中，通过附图和示例公开本发明的实施例。
附图说明
通过示例，参考附图在下文中更完整地描述本公开的示例性实施例，在附图中：
图1是包含铺放镍合金焊膏层的示例性方法的流程图；
图2是示出可包括在图1的方法中的可选步骤的流程图；以及
图3是示例性连接的涡轮转子构件的截面图。
部件列表
10           钢转子构件
15           焊接准备
20           镍合金焊膏层
25           镍合金焊接填料
30           镍合金转子构件
LA     纵向轴线。
具体实施方式
现在参考附图描述本公开的优选实施例，其中，在整个附图中使用相同的附图标记指示相同的元件。在以下的描述中，为了解释，提出大量详尽的细节以便提供本公开的完全理解。然而，可以是明显的，可在没有这些详尽的细节的情况下实践本公开。在其它情况下，众所周知的结构和装置以方框图形式示出以便促进本公开的描述。
在整个本说明书中，“焊膏层”限定为铺放在基础构件的表面上的金属层。因此，在铺放过程期间，焊膏层当它仅施加于基础构件时不在构件之间形成连接。焊膏层包括最初的焊接通道，在其上方施加附加焊接通道或用于将两个表面连接在一起的焊接填料。
图1示出用于涡轮转子构件10、30的连接的示例性方法的主要步骤。该方法包括首先提供钢转子构件10，然后在钢转子构件10上铺放镍合金焊膏层20。然后镍合金转子构件30被提供并且随后通过利用镍合金焊接填料25焊接到镍合金焊膏层20而被连接。通过这种方式，钢转子构件10连接至镍合金构件30。
用于缺陷检测的常用方法包括涡电流和超声波方法。这些测试方法典型地需要焊膏层的表面准备以便确保测试表面具有需要的平滑度。当选择涡电流方法时，镍合金焊膏层20厚度，垂直于钢转子构件10的焊接准备15进行测量，优选地大于2mm并且最优选地在2-4mm之间。当选择超声波方法时，镍合金焊膏层20厚度，垂直于钢转子构件10的焊接准备15进行测量，优选地大于3mm并且最优选地具有10mm的上限。
这些厚度为两种测试方法提供最佳缺陷分辨。在钢/镍熔合线的区域中检测缺陷，如图2所示，在示例性方法中，镍合金焊膏层20的厚度由在镍合金焊接填料25的铺放之后完成的加工步骤控制。
焊接后热处理可施加到连接的转子构件10、30，以便减轻在连接处的热影响区的区域中的应力。
图3示出由图1和图2所示的方法连接的示例性连接的涡轮转子构件10、30。连接的涡轮转子构件10、30包括，在相对于纵向轴线LA的连接的轴向序列中，钢转子构件10、镍合金焊膏层20、镍合金焊接填料25和镍合金转子构件30。
镍合金焊膏层20具有厚度，垂直于第一构件10的焊接准备15进行测量，在一个示例性实施例中在2mm到4mm之间，并且在其它示例性实施例中在3mm到10mm之间。
尽管在本文中本公开以设想为最实用的示例性实施例被示出和描述，但是本领域技术人员将理解的是，本发明可以以其它的具体形式实现，而不偏离本发明的主要特征的精神。因此，现在公开的实施例在各个方面被认为是例证性的而不是限制性的。本发明的范围是由所附的权利要求而不是前述的描述所指示，所有在意义和范围内的变化及其等同物意图被包含在本发明中。

Claims (9)

1.一种用于蒸汽涡轮转子构件(10, 30)的连接方法，其包括以下步骤：
a) 提供由钢制成的第一蒸汽涡轮转子构件(10)；
b) 在所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)上铺放镍合金焊膏层(20)；
c) 提供由镍合金制成的第二蒸汽涡轮转子构件(30)；以及
d) 使用镍合金焊接填料(25)将所述镍合金焊膏层(20)焊接到所述第二蒸汽涡轮转子构件(30)，以便将所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)和所述第二蒸汽涡轮转子构件(30)连接在一起；
其中，在将所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)和所述第二蒸汽涡轮转子构件(30)连接在一起之前，所述镍合金焊膏层(20)未进行热处理。
2.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，所述镍合金焊膏层(20)施加成使得所述镍合金焊膏层(20)的垂直于所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)的焊接准备(15)测得的厚度在2mm到4mm之间。
3.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，所述镍合金焊膏层(20)施加成使得所述镍合金焊膏层(20)的垂直于所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)的焊接准备(15)测得的厚度在3mm到10mm之间。
4.根据权利要求2或3所述的连接方法，其特征在于，在步骤b)之后，对所述镍合金焊膏层(20)进行加工以实现所述镍合金焊膏层(20)的厚度。
5.根据权利要求1到3中的任一项所述的连接方法，其特征在于，包括在步骤d)之后的焊接后热处理步骤。
6.根据权利要求1到3中的任一项所述的连接方法，其特征在于，所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)、所述镍合金焊膏层(20)、所述镍合金焊接填料(25)和第二蒸汽涡轮转子构件(30)位于沿纵向轴线(LA)的轴向序列。
7.连接的蒸汽涡轮转子构件(10, 30)，其特征在于以下结合：
由钢制成的第一蒸汽涡轮转子构件(10)；
连接到所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)的镍合金焊膏层(20)；
连接到所述镍合金焊膏层(20)的镍合金焊接填料(25)；以及
连接到所述镍合金焊接填料(25)的由镍合金制成的第二蒸汽涡轮转子构件(30)，
其中，所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)、所述镍合金焊膏层(20)、所述焊接填料(25)和第二蒸汽涡轮转子构件(30)位于沿纵向轴线(LA)的轴向序列；
其中，所述镍合金焊膏层(20)在将所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)和所述第二蒸汽涡轮转子构件(30)连接在一起之前未进行热处理。
8.根据权利要求7所述的连接的蒸汽涡轮转子构件(10, 30)，其特征在于，所述镍合金焊膏层(20)具有垂直于所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)的焊接准备(15)测得的厚度，在2mm到4mm之间。
9.根据权利要求6所述的连接的蒸汽涡轮转子构件(10, 30)，其特征在于，所述镍合金焊膏层(20)具有垂直于所述第一蒸汽涡轮转子构件(10)的焊接准备(15)测得的厚度，在3mm到10mm之间。
CN201010273526.9A 2009-08-25 2010-08-24 连接的涡轮转子构件及其方法 Active CN101992356B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09168600 2009-08-25
EP09168600.6 2009-08-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101992356A CN101992356A (zh) 2011-03-30
CN101992356B true CN101992356B (zh) 2015-10-07

Family

ID=41571280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010273526.9A Active CN101992356B (zh) 2009-08-25 2010-08-24 连接的涡轮转子构件及其方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110052401A1 (zh)
JP (1) JP2011064197A (zh)
CN (1) CN101992356B (zh)
DE (1) DE102010035019A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6256905B2 (ja) 2013-06-07 2018-01-10 株式会社 資生堂 香料内包カプセル及びそれを配合した化粧料
US20180021890A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Caterpillar Inc. System and method to produce a structure for a weld joint using additive manufacturing
CN106736300B (zh) * 2017-01-10 2019-01-25 上海电气电站设备有限公司 由异种材料构成的涡轮转子的制造方法
US10786878B2 (en) * 2017-07-24 2020-09-29 General Electric Company Method of welding with buttering
GB201901557D0 (en) * 2019-02-05 2019-03-27 Rolls Royce Plc Matallic shaft

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1246579A (zh) * 1998-06-09 2000-03-08 三菱重工业株式会社 蒸汽涡轮的异材焊接转子
JP3362369B2 (ja) * 1995-08-18 2003-01-07 株式会社日立製作所 蒸気タービン発電プラント及び蒸気タービン
US7168916B2 (en) * 2003-10-14 2007-01-30 Alstom Technology Ltd. Welded rotor for a thermal machine, and process for producing a rotor of this type
CN101508053A (zh) * 2009-03-25 2009-08-19 山东大学 高镍合金与不锈钢异种金属的焊接方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6142492A (ja) * 1984-08-01 1986-02-28 Hitachi Ltd 蒸気タ−ビン主蒸気管とケ−シングとの溶接構造
US4962586A (en) 1989-11-29 1990-10-16 Westinghouse Electric Corp. Method of making a high temperature - low temperature rotor for turbines
DE10112062A1 (de) * 2001-03-14 2002-09-19 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zum Zusammenschweißen zweier thermisch unterschiedlich belasteter Teile sowie nach einem solchen Verfahren hergestellte Turbomaschine
DE10114612A1 (de) * 2001-03-23 2002-09-26 Alstom Switzerland Ltd Rotor für eine Turbomaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Rotors
US7371988B2 (en) 2004-10-22 2008-05-13 Electric Power Research Institute, Inc. Methods for extending the life of alloy steel welded joints by elimination and reduction of the HAZ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3362369B2 (ja) * 1995-08-18 2003-01-07 株式会社日立製作所 蒸気タービン発電プラント及び蒸気タービン
CN1246579A (zh) * 1998-06-09 2000-03-08 三菱重工业株式会社 蒸汽涡轮的异材焊接转子
US7168916B2 (en) * 2003-10-14 2007-01-30 Alstom Technology Ltd. Welded rotor for a thermal machine, and process for producing a rotor of this type
CN101508053A (zh) * 2009-03-25 2009-08-19 山东大学 高镍合金与不锈钢异种金属的焊接方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20110052401A1 (en) 2011-03-03
CN101992356A (zh) 2011-03-30
DE102010035019A1 (de) 2011-03-03
JP2011064197A (ja) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101992356B (zh) 连接的涡轮转子构件及其方法
US4633554A (en) Method for repairing a steam turbine or generator rotor
US9873171B2 (en) Method for holding brazing material during a brazing operation
US8641845B2 (en) Method of determining bond coverage in a joint
US9227278B2 (en) Bolt hole repair technique
US20070241169A1 (en) Method for welding nickel-based superalloys
KR20170119901A (ko) 용접 비드 검사 장치
Thomas Analyzing the failure of welded steel components in construction systems
CN100448596C (zh) 构件的制造方法
Riggs et al. Experimental Validation of Damage Zone Models for Lap Shear Brazed Joints Using DIC
JP2007021530A (ja) 鋳鋼品の溶接補修方法及び溶接補修部を有する鋳鋼品
CN101713764B (zh) 转子盘焊缝检测方法及布置
JP2001123801A (ja) タービン用ロータ及びその製造方法
CN115041916B (zh) 修理航空发动机的中介机匣裂纹的装置及其使用方法
JP2014020328A (ja) タービンロータの製造方法、タービンロータ、および、溶接方法
US20220184699A1 (en) Method of fabricating an interfacial structure and a fabricated interfacial structure
JP2014190792A (ja) 欠陥検出方法、及びタービン翼の検査方法
KR100419290B1 (ko) Ｎｉ기 초내열합금과 내열강의 마찰용접 공정설계 표준화 기술
CN202483743U (zh) 船用柴油机活塞头
JP4823715B2 (ja) 眼鏡用金属部材のレーザー光溶接方法
CN104227241A (zh) 中空阀的制造方法
WO2020017649A1 (ja) 補修溶接方法
Cheng et al. Fatigue life prediction method for laser screw welds in automotive structures
JPH0452844B2 (zh)
Korinko et al. Failure Analysis of Pinch Weld Electrodes

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ALSTOM TECHNOLOGY LTD

Address before: Baden, Switzerland

Patentee before: Alstom Technology Ltd.