CN106170366A - 堆焊装置、腐蚀屏蔽件的形成方法及动叶片制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种形成对于腐蚀的耐性高的腐蚀屏蔽件的堆焊装置、腐蚀屏蔽件的形成方法及动叶片制造方法。堆焊装置具有：粉末供给头，喷射在堆焊中使用的熔敷金属；激光头，照射激光；线生成器，照射测定用的线光；摄影装置，拍摄测定用的线光；移动机构，使粉末供给头及激光头与基体进行相对移动；及控制装置，以使由摄影装置拍摄到的线光向基体投影的投影像与摄影装置的规定位置重叠的方式利用移动机构使相对位置移动，将投影像与摄影装置的规定位置重叠的位置设定为仿形位置，基于仿形位置来控制移动机构，使粉末供给头及激光头与基体进行相对移动。

Description

堆焊装置、腐蚀屏蔽件的形成方法及动叶片制造方法

技术领域

本发明涉及堆焊装置、腐蚀屏蔽件的形成方法及动叶片制造方法。

背景技术

通常的涡轮(例如，蒸汽涡轮)在壳体将作为旋转轴的转子支承为旋转自如，在该转子的外周部设置动叶片，并且在壳体的内壁设置静叶片，将该动叶片和静叶片在蒸汽通路交替地配置多个。并且，在蒸汽流过蒸汽通路的过程中，动叶片及转子进行旋转驱动。

动叶片具有：固定在转子的转子盘上的叶片根部；一体地形成于叶片根部的平台；及基端部接合于该平台并向前端部侧延伸的叶片部。并且，动叶片的基端部在转子盘的外周部以沿着该转子盘的周向并列设置多个的方式固定。

例如，蒸汽涡轮的动叶片在蒸汽流动的路径内旋转。此时，低压蒸汽涡轮的最终级附近的蒸汽含有大量的微小水滴。因此，动叶片由于水滴的高速碰撞，叶片前端前缘部因腐蚀而减薄。

作为对于这样的腐蚀的对策，存在例如专利文献1、专利文献2记载那样的在动叶片的前端前缘部形成腐蚀屏蔽件的方法。在专利文献1中，通过等离子转移弧焊进行堆焊来形成腐蚀屏蔽件。而且，在专利文献2中记载有如下情况：利用高密度能量照射(激光或电子束)使硬质材料的粉末熔融进行堆焊而形成硬质层，将构件的一部分局部性地置换成硬质层来设置侵蚀防止部(腐蚀屏蔽件)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-280907号公报

专利文献2：日本特开2012-86241号公报

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1记载那样利用弧焊形成腐蚀屏蔽件时，存在产生缺陷的情况或者硬度不充分的情况。而且，如专利文献2记载那样通过基于激光焊接的堆焊加工来制成腐蚀屏蔽件，由此能够提高腐蚀屏蔽性能。然而，在专利文献2记载的加工中，存在腐蚀屏蔽件从叶片主体脱离或缺损的情况。

本发明解决上述的课题，其目的在于提供一种形成对于腐蚀的耐性高的腐蚀屏蔽件的堆焊装置、腐蚀屏蔽件的形成方法及动叶片制造方法。

用于解决课题的方案

用于解决上述的课题的本发明是将成为腐蚀屏蔽件的熔敷金属向动叶片的基体堆焊的堆焊装置，其特征在于，具有：粉末供给头，喷射在堆焊中使用的熔敷金属；激光头，照射激光；线生成器，照射测定用的线光；摄影装置，拍摄所述测定用的线光；移动机构，使所述粉末供给头及所述激光头与所述基体进行相对移动；及控制装置，以使由所述摄影装置拍摄到的线光向所述基体投影的投影像与所述摄影装置的规定位置重叠的方式利用所述移动机构使相对位置移动，将投影像与所述摄影装置的规定位置重叠的位置设定为仿形位置，基于所述仿形位置来控制所述移动机构，使所述粉末供给头及所述激光头与所述基体进行相对移动。

在此，优选的是，所述控制装置基于所述粉末供给头及所述激光头的位置与所述摄影装置的位置的相对位置之差，来调整所述仿形位置。

另外，优选的是，所述控制装置使所述移动机构沿着所述基体的前端的长度方向进行多焊道移动，使一次焊道的所述仿形位置在所述焊道的起点侧密集，在所述焊道的终点侧稀疏。

另外，优选的是，所述控制装置中，所述摄影装置的规定位置是线，将所述投影像与所述规定位置的线重叠的位置设为所述仿形位置。

用于解决上述的课题的本发明是在叶片主体的前端及叶片面中的至少一部分形成腐蚀屏蔽件的腐蚀屏蔽件的形成方法，其特征在于，具有：将作为动叶片的基体的前端及端面中的至少一部分除去并形成交界的工序；进行施工位置的仿形处理的仿形处理工序；基于利用所述仿形处理设定的仿形位置，在所述交界利用激光焊接形成堆焊部的堆焊工序；及进行将所述基体的余料及所述堆焊部的一部分除去的精加工的工序，所述仿形处理工序向所述基体照射测定用的线光，在固定的位置拍摄所述线光向所述基体投影后的投影像，基于摄影图像中的投影像的位置，将该投影像与规定位置重叠的位置设定为仿形位置，所述堆焊工序基于所述仿形位置来控制所述移动机构，使所述粉末供给头及所述激光头与所述基体进行相对移动。

在此，优选的是，所述仿形处理工序基于所述粉末供给头及所述激光头的位置与所述摄影装置的位置的相对位置之差，来调整所述仿形位置。

另外，优选的是，所述堆焊工序使所述移动机构沿着所述基体的所述前端的长度方向进行多焊道移动，所述仿形处理工序使一次焊道的所述仿形位置在所述焊道的起点侧密集，在所述焊道的终点侧稀疏。

另外，优选的是，所述摄影装置的规定位置是线，所述仿形工序将所述投影像与所述规定位置的线重叠的位置设为所述仿形位置。

用于解决上述的课题的本发明的动叶片制造方法的特征在于，具有：在动叶片成形具有余料部的基体的基体制造工序；及利用上述任一项记载的腐蚀屏蔽件的形成方法，在所述叶片主体形成腐蚀屏蔽件的工序。

发明效果

本发明进行仿形处理，基于其结果进行堆焊，由此能够抑制熔合不良的发生，能够形成更高品质的腐蚀屏蔽件。由此，能够提高对于腐蚀的耐性。

附图说明

图1是具备动叶片的蒸汽涡轮的概略构成图。

图2是表示动叶片的一实施方式的概略结构的立体图。

图3是图2的A-A面剖视图。

图4是用于说明腐蚀屏蔽件的形状及形成方法的说明图。

图5是表示动叶片制造方法的一例的流程图。

图6是表示动叶片制造方法的腐蚀屏蔽件的形成方法的一例的示意图。

图7是表示堆焊装置的概略结构的示意图。

图8是表示堆焊装置的概略结构的局部放大图。

图9是表示供给头的概略结构的主视图。

图10是表示堆焊的处理动作的一例的流程图。

图11是表示堆焊的处理动作的一例的流程图。

图12是用于说明堆焊的处理动作的一例的说明图。

图13是用于说明堆焊的处理动作的一例的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的优选的实施方式。需要说明的是，没有通过该实施方式来限定本发明。而且，在实施方式存在多个的情况下，也包括将各实施方式组合而构成的结构。

图1是具备本实施方式的动叶片的蒸汽涡轮的概略构成图。以下，参照图1，说明本实施方式的蒸汽涡轮1的构造的概略。

如图1所示，在蒸汽涡轮1中，壳体11呈中空形状，作为旋转轴的转子12由多个轴承13支承为旋转自如。在壳体11内配置有动叶片15及静叶片16。动叶片15在形成于转子12的圆盘状的转子盘14的外周沿着该转子盘14的周向并列设置固定多个。静叶片16在壳体11的内壁沿着该内壁的周向并列设置固定多个。这些动叶片15及静叶片16沿着转子12的轴向交替配置。

另外，在壳体11内配置上述的动叶片15及静叶片16，形成供蒸汽通过的蒸汽通路17。在该蒸汽通路17形成蒸汽供给口18作为供给蒸汽的入口，并形成蒸汽排出口19作为将蒸汽向外部排出的出口。

接下来，参照图1，说明蒸汽涡轮1的动作的概略。从蒸汽涡轮1的蒸汽供给口18向蒸汽通路17供给的蒸汽在通过静叶片16的过程中膨胀而成为高速的蒸汽流。通过了静叶片16的高速的蒸汽流向动叶片15吹附，使多个动叶片15及安装有这多个动叶片15的转子12旋转。在转子12上连结例如发电机等，通过转子12旋转，发电机被驱动而产生电力。通过了蒸汽通路17的配置有静叶片16及动叶片15的部分的蒸汽从蒸汽排出口19向外部排出。

图2是表示本实施方式的动叶片的概略图。图3是图2的A-A面剖视图。参照图2及图3，说明本实施方式的动叶片15的构造。如图2所示，动叶片15包括叶片根部21、平台22、叶片部23。叶片根部21埋设于转子盘14，从而将动叶片15固定于转子盘14。平台22是与叶片根部21成为一体的弯曲的板形状物。叶片部23的基端部固定于平台22，前端部向壳体11的内壁面侧延伸。叶片部23有时随着朝向叶片长度方向而扭转。而且，动叶片15也可以具备在叶片部23的前端部固定的护罩。护罩是与相邻的动叶片15的护罩接触而将动叶片15固定或者抑制动叶片15的振动的构件。

在此，如图2及图3所示，动叶片15在叶片主体24的表面的一部分形成有腐蚀屏蔽件25。腐蚀屏蔽件25形成于在动叶片15旋转而蒸汽流流动时的动叶片15中的作为蒸汽流的上游侧的前缘部，即前端26及叶片面27的前端26侧的一部分。叶片主体24与腐蚀屏蔽件25的分界线成为交界28。腐蚀屏蔽件25也可以在动叶片15的延伸方向，即叶片部23的从平台22分离的方向上，设置在距平台22远的一侧的一定范围。即，也可以仅形成于在旋转时成为径向外侧的一侧的一部分。腐蚀屏蔽件25可以使用例如以钴为主成分的司太立(注册商标)等的耐磨损性高的钴基合金。腐蚀屏蔽件25能够通过激光焊接的堆焊加工(堆焊)将对象的材料(例如，司太立(注册商标))形成于叶片主体24的表面。需要说明的是，叶片主体24由铬基合金等形成。

接下来，使用图4至图13，说明腐蚀屏蔽件的更详细的形状、腐蚀屏蔽件的形成方法及包含该腐蚀屏蔽件的形成方法的动叶片制造方法。图4是用于说明腐蚀屏蔽件的形状及形成方法的说明图。图5是表示动叶片制造方法的一例的流程图。图6是表示动叶片制造方法的腐蚀屏蔽件的形成方法的一例的示意图。图7是表示堆焊装置的概略结构的示意图。图8是表示堆焊装置的概略结构的局部放大图。图9是表示供给头的概略结构的主视图。图10是表示堆焊的处理动作的一例的流程图。图11是表示堆焊的处理动作的一例的流程图。图12及图13分别是用于说明堆焊的处理动作的一例的说明图。

如图4所示，动叶片15从成为叶片主体24的基体40形成坡口，该坡口用于形成腐蚀屏蔽件25，从而形成交界28。然后，在交界28利用堆焊加工形成作为腐蚀屏蔽件25的材料，然后，将堆焊加工后的部分的余料和基体40的余料除去，由此形成前端26、叶片面27及与叶片面27相反的一侧的面。

在此，交界28成为随着从叶片面27侧的端部朝向前端26的端部而接近与叶片面27相反的一侧的面的形状。而且，交界28由叶片面27侧的端部向叶片主体24的内侧凸出的曲面(第一曲面)R1、配置在比第一曲面R1靠前端26侧处的向叶片主体24的外侧凸出的曲面(第二曲面)R2、配置在比第二曲面R2靠前端26侧处的向叶片主体24的外侧凸出的曲面(第三曲面)R3、配置在第三曲面R3和与叶片面27相反的一侧的面之间的直线形成。本实施方式的交界28将第一曲面R1、第二曲面R2、第三曲面R3平滑地连接。而且，本实施方式的交界28的第一曲面R1的曲率半径小于第二曲面R2的曲率半径。而且，交界28的第三曲面R3的曲率半径小于第一曲面R1的曲率半径。

作为本实施方式的动叶片15的各形状的一例，第一曲面R1的曲率半径成为6.5mm，第二曲面R2的曲率半径成为10.0mm，第三曲面R3的曲率半径成为2.5mm。

交界28中，第二曲面R2与第三曲面R3的接点和与叶片面27相反的一侧的面之间的距离d1成为2.3mm，配置在第三曲面R3和与叶片面27相反的一侧的面之间的直线的距离d2成为0.7mm。动叶片15的第一曲面R1与第二曲面R2的接点和叶片面27之间的距离d3成为0.8mm。基体40的叶片面27侧的面与叶片面27之间的距离d4、d5成为1.0mm。基体40的与叶片面27侧相反的一侧的面和动叶片15的与叶片面27侧相反的一侧的面之间的距离d6成为2.0mm。

另外，基体40的从前端26侧的端部至交界28的叶片面27侧的端部的距离L1成为12.5mm，从前端26侧的端部至第一曲面R1与第二曲面R2的接点的距离L2成为9.0mm。基体40的从前端26侧的端部至腐蚀屏蔽件25的前端26侧的端部的距离L3成为1.0mm。基体40的从前端26侧的端部至第三曲面R3的前端26侧的端部的距离L4成为2.7mm。基体40的从前端26侧的端部至第二曲面R2与第三曲面R3的接点的距离L5成为3.2mm。

动叶片15的叶片主体24与腐蚀屏蔽件25的交界28的形状成为随着从叶片面27侧的端部朝向前端26的端部而接近与叶片面27相反的一侧的面的形状，且成为包含第一曲面R1和第二曲面R2的形状，由此能够提高腐蚀屏蔽件25的腐蚀屏蔽性能。而且，在叶片主体24能够抑制腐蚀屏蔽件25的缺陷的发生，能够使腐蚀屏蔽件25的硬度升高(变硬)。即，通过设为利用激光焊接的堆焊加工形成的腐蚀屏蔽件25与叶片主体24的上述关系，由于母材成分(叶片主体24的成分)而熔敷金属(腐蚀屏蔽件25的金属)被稀释，因此能够抑制腐蚀屏蔽件25的硬度未提高(变硬)而性能的劣化的发生。而且，由于母材成分而熔敷金属被稀释，由此能够抑制腐蚀屏蔽件25的金属发生破裂的情况。而且，能够抑制腐蚀屏蔽件25与叶片主体24的熔合不良或气孔这样的焊接缺陷的发生。

需要说明的是，本实施方式使第一曲面R1与第二曲面R2接触，但也可以在第一曲面R1与第二曲面R2之间设置直线部。而且，本实施方式也可以在第三曲面R3和与叶片面27相反的一侧的面之间设置曲面。在此，交界28优选将第一曲面R1、第二曲面R2、第三曲面R3平滑地连接，且曲率半径变大。这样，通过增大交界28的各自的曲面的曲率半径，能够使沿着交界28的方向上的腐蚀屏蔽件25的厚度的变动平缓，能够提高腐蚀屏蔽件25的性能。

动叶片15的距离d3比距离L4-距离L3的距离缩短。即，腐蚀屏蔽件25的前端26侧比叶片面27厚。由此，腐蚀更容易发生，能够使减薄量多的前端26侧的厚度变厚，并使减薄量少的叶片面27侧的厚度变薄。

基体40的叶片面27侧的面与叶片面27之间的距离d4、d5，即，叶片面27侧的余料部的距离设为1.0mm。需要说明的是，通过将叶片面27侧的余料部的距离设为1.0mm，能够高效率地进行加工，但是只要为1.0mm以上即可，也可以较厚。

基体40的与叶片面27侧相反的一侧的面和动叶片15的与叶片面27侧相反的一侧的面之间的距离d6，即，与叶片面27侧相反的一侧的面侧的余料部的距离设为2.0mm。需要说明的是，通过将与叶片面27侧相反的一侧的面侧的余料部的距离设为2.0mm，能够高效率地进行加工，但是只要为2.0mm以上即可，也可以较厚。

接下来，使用图5及图6说明动叶片的制造方法。动叶片制造方法基于制造的涡轮叶片(动叶片)的形状来决定涡轮叶片的基体40的形状和加工量(步骤S20)。即，决定如上述的图4所示设定的基体40的形状及各位置的距离等，而且，基于形状来决定加工量、加工次序。

动叶片制造方法在决定了加工条件之后，基于决定了的条件，制造涡轮叶片的基体40(步骤S22)。即，动叶片制造方法制造图6所示的加工对象物82即基体40。基体40是形成交界28之前的形状，是余料部或者比交界28靠前端侧的区域残留的形状。基体40利用铸造来制造。例如，在加工成基体40的形状的上下一组的模具内设置加热成再结晶温度以上的高温的锻造原料(例如，不锈钢等)，进行热模锻造。当热模锻造结束时，成形出基体40的形状的锻造物。所制造的基体40在对成形了的高温状态的锻造物进行冷却之后，除去不需要的部分(毛刺)，对锻造物实施热处理，由此将前工序(锻造工序)中在锻造物产生的残留应力及在冷却过程中在锻造物产生的热应力释放。由此，制造基体40。

动叶片制造方法在制造了基体40之后，进行堆焊坡口加工(步骤S24)。即，对于图6的加工对象物82进行坡口加工，如加工对象物84那样除去基体42的一部分44。由此，基体42的前端侧的部分成为沿着交界28的曲面。

动叶片制造方法在进行了堆焊坡口加工之后，利用激光焊接进行堆焊加工(步骤S26)。即，对图6的加工对象物84进行堆焊，如加工对象物86那样在基体42形成堆焊部46。堆焊部46由成为腐蚀屏蔽件25的金属(熔敷金属)形成，在包含形成腐蚀屏蔽件25的区域50的范围内形成。而且，堆焊加工以动叶片15的延伸方向，即与图6的纸面垂直的方向为1焊道来进行。而且，在进行1焊道的堆焊加工并进行下一焊道的堆焊加工的情况下，加工位置向箭头52的方向移动。即，堆焊加工从区域50的叶片面27侧的端部侧进行，向前端26侧逐渐移动，进行至与叶片面27相反的一侧的面。

动叶片制造方法通过将基体42的形成堆焊部46的面设为沿着交界28的曲面，能够抑制区域50的厚度的变厚，能够由1焊道量的熔敷金属(1层)形成各位置。即，能够抑制由多层堆焊的焊接形成的情况，能够抑制在表面出现硬度下降区域的情况。在此，动叶片制造方法通过使区域50的厚度为2.0mm以下，能够由1层形成堆焊部46的各位置。硬度下降区域是母材向熔敷金属混入的区域，是利用熔敷金属得到的腐蚀屏蔽件25的性能(耐腐蚀性能)下降的区域。

堆焊部46优选将基于母材(基体42的材料)的稀释设为10％以下。动叶片制造方法如后所述那样通过使用了激光的堆焊加工来形成堆焊部46，由此能够使基于母材(基体42的材料)的稀释成为10％以下。动叶片制造方法通过将基体42的形成堆焊部46的面设为沿着交界28的曲面，能够抑制熔敷金属(堆焊部46的金属、成为腐蚀屏蔽件25的金属)的熔透，能够使基于母材(基体42的材料)的稀释更可靠地成为10％以下。而且，堆焊部46以使由相邻的焊缝即相邻的焊道形成的部分重叠的方式形成。需要说明的是，焊缝优选形成为在与基体42接触的情况下，与其他的焊缝接触的部分比与基体42接触的部分多。关于基于激光焊接的堆焊加工，在后文叙述。

动叶片制造方法在进行了堆焊加工之后，进行将余料部除去的精加工(步骤S28)。即，对于图6的加工对象物86进行精加工，如加工对象物88所示，对叶片面27侧的余料部60、与叶片面27相反的一侧的面侧的余料部62、堆焊部46的余料部64进行切削。由此，形成具有叶片主体24和腐蚀屏蔽件25的动叶片15。然后，对动叶片15实施所需的热处理(例如，固溶处理及时效处理)等，向动叶片15赋予所需的机械性特性。

接下来，使用图7、8及图9，更详细地说明步骤S26的基于激光焊接的堆焊加工(堆焊)。首先，使用图7及图8，说明进行基于激光焊接的堆焊加工的堆焊装置100的概略结构。如图7所示，堆焊装置100具有激光照射装置102、粉末供给装置104、摄影装置106、线生成器107、支承台108、移动机构109、监视器110、控制装置111。

激光照射装置102具有光源112、光纤114、激光头116。光源112是输出激光的发光源。光纤114将从光源112输出的激光向激光头116引导。激光头116输出由光纤114引导的激光。激光头116如图8所示面对基体42的施工位置，将激光202向施工位置照射。

粉末供给装置104具有粉末供给源120、粉末供给线122、空气供给源124、空气供给线126、粉末供给头128。粉末供给源120是供给熔敷金属的供给源。粉末供给源120利用空气等将熔敷金属作为混合流进行搬运，由此向粉末供给线122供给。粉末供给线122将从粉末供给源120供给的熔敷金属与空气的混合流向粉末供给头128供给。空气供给源124供给成为施工位置的保护气体的惰性气体(例如，氮、氩)，在本实施方式中供给99.999％的氮气。空气供给线126将从空气供给源124供给的保护气体向粉末供给头128供给。

如图9所示，粉末供给头128是双层管的管嘴，将内周侧的管130和在内周侧的管130的外周配置的外周侧的管132配置在同心圆上。粉末供给头128的由内周侧的管130的内周包围的区域成为流路134。流路134是包含同心圆的中心的圆。粉末供给头128的由外周侧的管132的内周面和内周侧的管130的外周面包围的区域成为流路136。流路136成为环形状。粉末供给头128喷射从流路134经由粉末供给线122供给的熔敷金属与空气的混合流(粉末)204，从流路136喷射从空气供给线126供给的保护空气206。如图8所示，粉末供给头128与基体42的施工位置面对，向施工位置喷射粉末204和保护空气206。

摄影装置106是相机等，拍摄基体42的图像。摄影装置106通过激光头116及粉末供给头128对基体42进行加工的位置，将与基体42的前端的延伸方向平行的线上的一部分包含在视野中。线生成器107朝向摄影装置106的视野包含的基体42照射测定用的线光。支承台108是对激光头116、粉末供给头128、摄影装置106及线生成器107进行支承的台。激光头116和粉末供给头128经由使激光头116和粉末供给头128移动的头移动机构129而支承于支承台108。头移动机构129使激光头116和粉末供给头128以基体42的前端的延伸方向为轴而旋转，或者沿着正交的三个轴的方向移动。移动机构109是相对于由支承台108支承的各部而使基体42移动的机构。监视器110显示摄影装置106拍摄到的图像、各种操作画面。控制装置111对堆焊装置100的各部的动作进行控制。关于控制在后文叙述。

堆焊装置100向基体42的施工位置照射激光202，并供给粉末204，由此能够将粉末204中包含的熔敷金属焊接于基体42。而且，堆焊装置100通过将保护空气206向施工位置喷射而能够使施工位置的气氛成为规定的气氛。具体而言，能够控制施工位置的氧浓度。

接下来，使用图10至图13，说明基于激光焊接的堆焊加工的处理动作的一例。需要说明的是，图10所示的处理可以使用程序等利用自动控制来执行。

动叶片制造方法进行研磨处理(步骤S40)，对进行了坡口加工的区域的表面进行处理。通过进行研磨处理，由堆焊而熔敷的熔敷金属能够成为容易熔敷于基体42的表面(交界)的状态。动叶片制造方法在进行了研磨处理之后，进行厚度计测(步骤S42)。即，动叶片制造方法计测形成腐蚀屏蔽件25的区域的形状。

动叶片制造方法在进行了厚度计测之后，进行施工位置的仿形处理(步骤S44)。通过一边照射激光一边喷射熔敷金属来特定设置焊缝的位置。由此，调整使各头与基体42相对移动的路径。

在此，使用图11至图13来说明仿形处理。动叶片制造方法校正施工用激光(从激光头116照射的激光)和测定用激光(从线生成器107输出的激光)的位置(步骤S100)。具体而言，进行激光头116与线生成器107的位置对合。位置对合也可以使用编码器等位置检测装置进行，还可以基于控制信号进行。

动叶片制造方法在校正了位置之后，进行施工位置的仿形处理(步骤S102)。具体而言，如图12所示，从线生成器107朝向测定对象物(基体)140照射线光138，利用拍摄规定位置的摄影装置106取得图像。动叶片制造方法取得图像，利用控制装置111对取得的图像进行解析，由此检测在图像的规定位置固定的标记142与通过向基体140投影线光138而产生的投影像144的相对位置。在此，本实施方式的标记142为十字形状。

动叶片制造方法检测标记142与投影像144重叠的位置，并将检测到的位置提取作为仿形位置。在处于基体140a的位置的情况下，由于标记142a与投影像144a不一致，因此动叶片制造方法不提取作为仿形位置，而利用移动机构109使基体140移动。而且，同样，在处于基体140b的位置的情况下，由于标记142b与投影像144b不一致，因此动叶片制造方法不提取作为仿形位置，而利用移动机构109使基体140移动。这样动叶片制造方法调整基体140的位置，检测标记142与投影像144重叠的位置。

动叶片制造方法在进行了仿形处理之后，进行仿形位置的存储(步骤S104)，基于仿形数据来设定驱动动作(步骤S106)，进行驱动测试(步骤S108)，结束本处理。而且，在设定驱动动作的情况下，优选基于粉末供给头128及激光头116的位置与摄影装置106的位置的相对位置之差，来调整仿形位置。通过这样基于相对位置之差进行校正(补偿)，即使利用摄影装置106拍摄图像的位置与激光头116照射激光的位置偏离，也能够基于仿形位置高精度地校正位置。

动叶片制造方法在进行了仿形处理之后，进行预热及焊道间温度调整(步骤S46)。在本实施方式中，主要进行加热或根据需要进行冷却，以使基体42成为包含于50℃以上且100℃以下的规定的温度。动叶片制造方法在进行了预热及温度调整之后，进行堆焊(步骤S48)。具体而言，使用堆焊装置100，进行1焊道量的堆焊。

动叶片制造方法在进行了堆焊之后，进行焊道间/层间修整(步骤S50)。具体而言，将附着于堆焊部46的表面等上的焊剂、废物等除去。动叶片制造方法在进行了修整之后，判定是否结束堆焊(步骤S52)。即，进行所设定的全部的焊道的堆焊，判定堆焊部46是否已形成。动叶片制造方法在判定为堆焊未结束(步骤S52为否)的情况下，返回步骤S44，进行仿形处理以后的处理，进行下一焊道的堆焊。

动叶片制造方法在判定为堆焊结束(步骤S52为“是”)的情况下，进行焊缝表面的修整(步骤S54)。具体而言，将附着在堆焊部46的表面等上的焊剂、废物等除去。动叶片制造方法然后进行厚度计测(步骤S56)，在计测了堆焊部46的形状之后，结束本处理。

动叶片制造方法这样使用线生成器107和摄影装置106，使标记142与投影像144一致，由此能够使堆焊装置100与基体140的相对位置在高度方向的分量上也一致，能够三维地进行仿形。由此，能够更高精度地检测相对位置，能够进一步提高加工的精度，能够提高焊道间的位置精度，能够抑制由前面的焊道形成的堆焊与基材之间、下层的焊道与焊道之间发生熔合不良的情况。而且，通过按照各焊道进行该仿形处理，从而能够进一步提高焊道间的位置精度，能够抑制在由前面的焊道形成的堆焊与基材之间、下层的焊道与焊道之间发生熔合不良的情况。而且，动叶片制造方法使用线光以非接触的方式进行仿形处理，由此与利用接触式的传感器进行检测的情况相比，能够提高作业性，缩短施工时间。

另外，如图13所示，动叶片制造方法优选在利用1次的焊道进行堆焊的范围内，在多点进行基体42的仿形。即，优选设置多个仿形位置160。而且，如图13所示，动叶片制造方法在从焊道的起点150朝向相反侧的端部而在箭头152的方向上进行加工的情况下，优选使1次的焊道的仿形位置160在焊道的起点150侧密集，在焊道的终点侧稀疏。由此，能够高效率且高精度地进行仿形处理，能够提高加工的精度。

动叶片制造方法通过以上那样的处理进行激光焊接的堆焊加工(堆焊)，由此能够高精度地进行加工，也能够抑制缺陷等的产生。动叶片制造方法通过进行步骤S40、S46、S50、S54所示的处理，能够提高加工精度，能够抑制缺陷，但是也可以不必进行。

需要说明的是，在本实施方式中，对于每个焊道进行了仿形处理，但是仿形处理也可以仅在第一次的堆焊前进行。这种情况下，通过计算来算出在各焊道形成的焊缝的形状，基于该形状来决定仿形位置。而且，此时，优选利用计测器取得施工位置，基于其结果进行反馈控制。由此，能够抑制施工位置的位置偏离的发生。计测的位置只要在施工位置的上游侧即可。

另外，堆焊装置100优选使激光相对于基体的施工位置的平面、将凸部与凸部连结的切线成为约90度。通过相对于基体的施工位置的平面或者将接近施工位置的凸部与凸部(例如焊缝的凸部与基体的凸部)连结的切线设为约90度，能够抑制熔敷不良，能够抑制母材向熔敷金属的混入。

另外，堆焊装置100也可以向施工位置施加振动。例如也可以一边将粉末向施工位置呈带状地供给，一边使激光沿宽度方向(与焊道正交的方向)高速地摆动。在此，高速是指施工位置处的激光的能量密度分布不为山状而为矩形形状，使母材混入的稀释部分变浅的速度。本实施方式的摆动以几十Hz至几百Hz的频率摆动。由此，能够实现能量密度分布的平坦化，能够使利用激光而熔融的部分变浅且变宽。

另外，在上述实施方式中，供给熔敷金属作为粉末，但是也可以通过喷镀或冷喷等进行供给。

需要说明的是，本实施方式以蒸汽涡轮中的动叶片为对象进行了说明，但是没有限定于此，例如，也可以应用于燃气轮机等其他的旋转机械的动叶片的制造方法。

标号说明

1 蒸汽涡轮

11 壳体

12 转子

13 轴承

14 转子盘

15 动叶片

16 静叶片

17 蒸汽通路

18 蒸汽供给口

19 蒸汽排出口

21 叶片根部

22 平台

23 叶片部

24 叶片主体

25 腐蚀屏蔽件

26 前端

27 叶片面

28 交界

40、42 基体

46 堆焊部

60、62、64 余料部

82、84、86、88 加工对象物

100 堆焊装置

102 激光照射装置

104 粉末供给装置

106 摄影装置

107 线生成器

108 支承台

109 移动机构

110 监视器

111 控制装置

112 光源

129 头移动机构

Claims (9)

1.一种堆焊装置，将成为腐蚀屏蔽件的熔敷金属向动叶片的基体堆焊，所述堆焊装置的特征在于，具有：

粉末供给头，喷射在堆焊中使用的熔敷金属；

激光头，照射激光；

线生成器，照射测定用的线光；

摄影装置，拍摄所述测定用的线光；

移动机构，使所述粉末供给头及所述激光头与所述基体进行相对移动；及

控制装置，以使由所述摄影装置拍摄到的线光向所述基体投影的投影像与所述摄影装置的规定位置重叠的方式利用所述移动机构使相对位置移动，将投影像与所述摄影装置的规定位置重叠的位置设定为仿形位置，基于所述仿形位置来控制所述移动机构，使所述粉末供给头及所述激光头与所述基体进行相对移动。

2.根据权利要求1所述的堆焊装置，其特征在于，

所述控制装置基于所述粉末供给头及所述激光头的位置与所述摄影装置的位置的相对位置之差，来调整所述仿形位置。

3.根据权利要求1或2所述的堆焊装置，其特征在于，

所述控制装置使所述移动机构沿着所述基体的前端的长度方向进行多焊道移动，

使一次焊道的所述仿形位置在所述焊道的起点侧密集，在所述焊道的终点侧稀疏。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的堆焊装置，其特征在于，

所述控制装置中，所述摄影装置的规定位置是线，将所述投影像与所述规定位置的线重叠的位置设为所述仿形位置。

5.一种腐蚀屏蔽件的形成方法，在叶片主体的前端及叶片面中的至少一部分形成腐蚀屏蔽件，所述腐蚀屏蔽件的形成方法的特征在于，具有：

将作为动叶片的基体的前端及端面中的至少一部分除去并形成交界的工序；

进行施工位置的仿形处理的仿形处理工序；

基于利用所述仿形处理设定的仿形位置，在所述交界利用激光焊接形成堆焊部的堆焊工序；及

进行将所述基体的余料及所述堆焊部的一部分除去的精加工的工序，

所述仿形处理工序向所述基体照射测定用的线光，在固定的位置拍摄所述线光向所述基体投影后的投影像，基于摄影图像中的投影像的位置，将该投影像与规定位置重叠的位置设定为仿形位置，

所述堆焊工序基于所述仿形位置来控制所述移动机构，使所述粉末供给头及所述激光头与所述基体进行相对移动。

6.根据权利要求5所述的腐蚀屏蔽件的形成方法，其特征在于，

所述仿形处理工序基于所述粉末供给头及所述激光头的位置与所述摄影装置的位置的相对位置之差，来调整所述仿形位置。

7.根据权利要求5或6所述的腐蚀屏蔽件的形成方法，其特征在于，

所述堆焊工序使所述移动机构沿着所述基体的所述前端的长度方向进行多焊道移动，

所述仿形处理工序使一次焊道的所述仿形位置在所述焊道的起点侧密集，在所述焊道的终点侧稀疏。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的腐蚀屏蔽件的形成方法，其特征在于，

所述摄影装置的规定位置是线，

所述仿形工序将所述投影像与所述规定位置的线重叠的位置设为所述仿形位置。

9.一种动叶片制造方法，其特征在于，具有：

在动叶片成形具有余料部的基体的基体制造工序；及

利用权利要求5～8中任一项所述的腐蚀屏蔽件的形成方法，在所述叶片主体形成腐蚀屏蔽件的工序。