Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Turbinenschaufeln aus mindestens zwei vorgefertigten Komponenten mittels Laser- oder Elektronenstrahlschweißen, gekennzeichnet dadurch, daß mit dem auf den Nahtbereich einwirkenden Energieträgerstrahl eine Relativbewegung zu den zu verbindenden Komponenten vollführt wird und dabei über zeitlich bauteilabhängige Zyklen ein Vorwärmen, Schweißen und Wärmenachbehandeln durchgeführt werden, wobei das Erreichen der Vorwärmtemperatur durch ein Thermovisionssignal angezeigt und nach der erfolgten Verbinduiigsschweißung, mit abgesenktem Energieeintrag, die Wärmenachbehandlung angeschlossen wird.1. A process for the production of turbine blades from at least two prefabricated components by means of laser or electron beam welding, characterized in that with the force acting on the seam energy carrier beam relative movement is performed to the components to be connected and thereby over time-component-dependent cycles preheating, welding and heat aftertreatment be performed, wherein the achievement of the preheating indicated by a thermal vision signal and after the successful Verbinduiigsschweißung, with lowered energy input, the post-heat treatment is connected.
2. Verfahren zur Herstellung von Turbinenschaufeln nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zeitlich aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen mittels Thermovisionsmessung erfaßt und bauteilabhängig gespeichert werden.2. A process for the production of turbine blades according to item 1, characterized in that the temporally successive processing stages are detected by means of thermovision measurement and stored component dependent.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Turbinenschaufeln aus aufhärtbarem ferritisch-perlitischem Stahl bestehend aus mindestens zwei getrennt vorgefertigten Teilen.The invention relates to a method for the production of turbine blades made of hardenable ferritic-pearlitic steel consisting of at least two separately prefabricated parts.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Turbinenschaufeln werden in der Regel aus einem Stück geschmiedet oder zerspanend hergestellt. Die Verfahrenstechnik erlangt ihre Grenzen bei der Herstellung von Endstufenlaufschaufeln für Niederdruckdampfturbinen großer Leistung, deren Länge bereits auf 1500mm anwächst. Zur Herstellung von Präzisionsschmiedeteilen, wie es Turbinenschaufeln sind, die aisdynamisch belastete Bauteile extremen Betriebsbelastungon ausgesetzt sind, kommen Schmiedopressen zum Einsatz, deren Dimensionierung zwangsläufig auf die Kompaktfertigung der Bauteile ausgerichtet ist. Die hohen Fertigungskosten für diese Bauteile werden stets als Nachteil angesehen. Bekannt sind bereits Verfahrenstechniken zur Herstellung spezieller Bauformen von Turbinenschaufeln, die deren Ausführung aus unterschiedlich vorgefertigten Einzelteilen vorsehen, wenn die Kompaktausführung prinzipiell nicht möglich is;, zum Beispiel OS 2603862 und OS 2617927, oder wenn die Optimierung spezieller Detaileigenschaften nicht erreichbar wird, wofür die Herstellung eines erosionsresistenten Schaufelkantenschutzes die OS 2004724 und das US Patent 3275295 Beispiele für die sinnvolle Nutzung geeigneter stoffschlüssiger Verbindungsverfahren schaffen. Nicht bekannt wurden bisher Lösungen zur Verbindungsschweißung von Einzelteilen zu Turbinenschaufeln aus aufhärtbarem perlitisch-ferritischem Stahl, wofür der Schaufelstahl X 20CR 13 V der bekannteste Typenvertreter ist. Ursache dafür ist die stark eingegrenzte Möglichkeit des Schweißens vergüteter Stähle vorrangig in Dickenbereichen, die notwendigerweise zu verbinden sind, um aus Teilen zusammengesetzte Schaufeln herzustellen. Eine notwendige, für das Schweißen begleitende, Wärmebehandlung des Schweißteiles gilt hierfür als Stand der Technik, was bekanntermaßen die Prozesse des Vorwärmens und Wärmebehandeis für das Schweißteil einschließt. Die üblichen Methoden zur Erzielung und Aufrechterhaltung der Vorwärmtemperatur sind die bei der Erwärmung des Schweißteiles durch elektrische Widerstands- oder Induktionserwärmung als auch mit Hilfe von Gasbrennorn. Die Anwendung der maschinellen weitgehend in Verbindung mit komplizierten Anlagentechniken verbundenen Verfahren der Laser- und Elektronenstrahlschweißung wird dadurch sehr nachteilig beeinflußt oder ausgeschlossen.Turbine blades are usually forged or machined from one piece. The process technology has reached its limits in the manufacture of power stage rotor blades for low power steam turbines of high power, the length of which is already increasing to 1500mm. For the production of precision forgings, such as turbine blades, which are exposed to aisotropically loaded components are subjected to extreme Betriebsbelastungon, are used for forging presses whose dimensioning is inevitably geared to the compact production of the components. The high production costs for these components are always regarded as a disadvantage. Are already known process techniques for the production of special designs of turbine blades, which provide their execution of different prefabricated items if the compact version is not possible in principle, for example, OS 2603862 and OS 2617927, or if the optimization of specific detail properties is not achievable, for which the production an erosion-resistant blade edge protection OS 2004724 and US Patent 3275295 provide examples of the meaningful use of suitable cohesive bonding methods. So far, solutions for joint welding of individual parts to turbine blades of hardenable perlitic-ferritic steel, for which the blade steel X 20CR 13 V is the most well-known type representative, have not been known. The reason for this is the limited possibility of welding tempered steels, primarily in thickness ranges, which are necessarily to be connected in order to produce vanes made up of parts. A necessary, for the welding accompanying, heat treatment of the welded part applies to this as a prior art, which is known to include the processes of preheating and heat treatment for the welded part. The usual methods for achieving and maintaining the preheating temperature are heating the welding part by electrical resistance or induction heating as well as by gas burning. The use of mechanical methods of laser and electron beam welding, which are largely associated with complicated system techniques, is thereby adversely affected or eliminated.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat das Ziel, die Fertigung der Turbinenschaufeln unabhängig von ihrer mit der Turbinenleistung zunehmenden Abmessung oder in Abhängigkeit von durch die schmiedetechnische Ausführung gegebenen konstruktiven Begrenzung zu vervollkommnen und aufwandsarm zu gestalten sowie dabei die getrennte Vorfertigung von Einzelteilen mit deren stoffschlüssiger Verbindung zum gewünschten Endprodukt zu nutzen, und die bekannten Nachteile oder Einschränkungen des Schweißens unter Vorwärmung mit von der Schweißquelle getrennt wirksamer Energiequelle zu umgehen.The invention has the goal of perfecting the manufacture of the turbine blades regardless of their increasing with the turbine power dimension or depending on given by forging technical design limit and to make low effort while doing the separate prefabrication of items with their cohesive connection to the desired end product to avoid the known disadvantages or limitations of welding under preheating with separate from the source of sweat effective energy source.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schweißverfahrensablauf vorzuschlagen, um Turbinenschaufel ferritisch-perlitischer Stähle aus getrennt vorgefertigten Einzelteilen fügen zu können, den Aufwand dabei möglichst gering zu halten und dabei das Laser- oder Elektronenstrahlschweißen einzusetzen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mit dem auf den Nahtbereich einwirkenden Energieträgerstrahl eine Relativbewegung zu den zu verbindenden Komponenten vollführt wird, und dabei über zeitlich bauteilabhängige Zyklen ein Vorwärmen, Schweißen und Wärmenachbehandeln durchgeführt werden, wobei das Erreichen der Vorwärmtemperatur durch ein Thermovisionssignal angezeigt und nach der erfolgten Verbindungsschweißung, mit abgesenktem Energieeintrag, die Wärmebehandlung angeschlossen wird. Die hierbei zeitlich aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen werden mittels Thermovisionsmessung erfaßt und bauteilabhängig zugeordnet gespeichert. Dadurch werden die Abkühlgeschwindigkeit und die Ausbildung von Erstarrungsspannungen in der Schweißverbindung so ι eguliert, daß ein Gefüge mit den gewünschten, die BauteilfunktionThe object of the invention is to propose a welding process sequence in order to be able to add turbine blades of ferritic-pearlitic steels from separately prefabricated individual parts while minimizing the expense of using laser or electron beam welding. According to the invention the object is achieved in that with the force acting on the seam area energy carrier beam relative to the components to be connected is performed, and over time-dependent components cycles preheating, welding and post-heat treatment are performed, the achievement of preheating indicated by a thermal vision signal and after the connection welding, with lowered energy input, the heat treatment is connected. The temporally successive processing stages are detected by means of thermovision measurement and assigned dependent component dependent. As a result, the cooling rate and the formation of solidification stresses in the weld joint are so ι that a structure with the desired, the component function