DE19858702A1 - Schaufel und Rotor für eine Gasturbine und Verfahren zum Verbinden von Schaufelteilen - Google Patents
Schaufel und Rotor für eine Gasturbine und Verfahren zum Verbinden von SchaufelteilenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaufel und einen Rotor für eine Gasturbine sowie ein Verfahren zum Verbinden von Schaufelteilen einer Gasturbine, wobei ein Schaufelblattabschnitt (1) und wenigstens ein weiteres Schaufelteil (4, 16, 21) bereitgestellt werden und wobei der Schaufelblattabschnitt (1) mit wenigstens einer stirnseitigen Verbindungsfläche (2, 3) und das weitere Schaufelteil (4, 16, 21) mit einer stirnseitigen Verbindungsfläche (6, 18, 24) bereitgestellt werden, ein Induktor (10) benachbart zu den Verbindungsflächen (2, 3, 6, 18, 24) des Schaufelblattabschnitts (1) und des zweiten Schaufelteils (4, 16, 21) angeordnet wird, die Verbindungsflächen (2, 3, 6, 18, 24) des Schaufelblattabschnitts (1) und des weiteren Schaufelteils (4, 16, 21) im wesentlichen fluchtend und beabstandet zueinander positioniert werden und der Schaufelblattabschnitt (1) und das zweite Schaufelteil (4, 16, 21) durch Erregen des Induktors (10) mit hochfrequentem Strom und durch Zusammenfahren unter Berührung ihrer Verbindungsflächen (2, 3, 6, 18, 24) miteinander verschweißt werden (Fig.1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaufel und einen Rotor für eine Gasturbine sowie ein
Verfahren zum Verbinden von Schaufelteilen einer Gasturbine, wobei ein Schaufel
blattabschnitt und wenigstens ein weiteres Schaufelteil bereitgestellt werden.
Schaufeln für Gasturbinen umfassen im wesentlichen ein Schaufelblatt sowie einen
Schaufelfuß, mit dem die Schaufel an einem Rotor oder Stator befestigt wird. Zur
strömungsmechanischen Beeinflussung können die Schaufeln, d. h. sowohl Leit- als
auch Laufschaufeln, innere und/oder äußere Deckbänder aufweisen. Dabei kann es
z. B. aus festigkeitstechnischen Gründen erforderlich sein, daß das Schaufelblatt und
der Schaufelfuß bzw. die Deckbänder aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen
und mithin zunächst einzeln bereitgestellt werden und anschließend miteinander zu
verbinden sind. Letzteres gilt auch dann, wenn das Schaufelblatt z. B. aus TiAl pul
vermetallurgisch hergestellt wird und nicht zur Herstellung der fertigen Schaufel
gieß- oder schmiedbar ist.
Aus der US 3,768,147 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Schaufel aus einem
gegossenen Schaufelblattrohling und einem geschmiedeten Schaufelfuß bekannt,
bei dem der Schaufelblattrohling einen erheblich über dessen Querschnittsfläche
vergrößerten Fuß und einen ebenfalls vergrößerten Verbindungsabschnitt mit einer
Verbindungsfläche aufweist, an die eine Verbindungsfläche einer Schaufelbasis
fluchtend positioniert wird, wobei der Schaufelblattrohling und die Schaufelbasis
mittels Reibschweißen miteinander verschweißt werden und anschließend aus dem
Schaufelblattrohling das Schaufelblatt und aus der Schaufelbasis der Schaufelfuß
durch z. B. spanabhebende Bearbeitung hergestellt wird. Dabei erweist sich als nach
teilig, daß sowohl das Schaufelblatt als auch der Schaufelfuß zur Bereitstellung der
für das Reibschweißen erforderlichen Verbindungsflächen als Rohling vorgesehen
werden müssen. Dieses führt neben einem hohen Materialverbrauch zu einer aus
vielen Fertigungsschritten bestehenden, teuren und zeitaufwendigen Nachbearbei
tung. Zudem tritt beim Schweißen ein erheblicher Wulst in der Verbindungsfläche
auf, der ebenfalls zu entfernen ist.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht darin, einzelne, möglichst in
ihrer fertigen Form vorliegende Schaufelteile zu einer integralen Schaufel bzw. einem
Rotor, fertigungstechnisch möglichst einfach, d. h. ohne viel zusätzliche Bearbei
tungsschritte, zu verbinden und ein Verfahren dafür zu schaffen.
Die Lösung des das Verbinden von Schaufelteilen betreffenden Problems ist erfin
dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaufelblattabschnitt mit wenig
stens einer stirnseitigen Verbindungsfläche und das weitere, ggf. mehrere weitere,
Schaufelteil mit einer stirnseitigen Verbindungsfläche bereitgestellt werden, ein In
duktor benachbart zu den Verbindungsflächen des Schaufelblattabschnitts und des
zweiten Schaufelteils angeordnet wird, die Verbindungsflächen des Schaufelblattab
schnitts und des zweiten Schaufelteils im wesentlichen fluchtend und beabstandet
zueinander positioniert werden und der Schaufelblattabschnitt und das weitere
Schaufelteil durch Erregen des Induktors mit hochfrequentem Strom und durch Zu
sammenfahren unter Berührung ihrer Verbindungsflächen miteinander verschweißt
werden.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sich der induzierte,
hochfrequente Strom in den sich gegenüberliegenden Verbindungsflächen konzen
triert und diese durch die Erwärmung lediglich im oberflächennahen Bereich teigig
bzw. schmelzflüssig werden, so daß der Schaufelblattabschnitt und das weitere
Schaufelteil lediglich mit vergleichsweise geringer Kraft und über einen äußerst kur
zen Zeitraum gegeneinander gedrückt werden. Aus diesem Grund kann das Verfah
ren auch auf besonders dünnwandige, mechanisch empfindliche oder hohle Schau
felblattabschnitte angewendet werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Induktor umfänglich um
die Verbindungsnaht, d. h. den Umfang der Verbindungsflächen des Schaufelblattab
schnitts und des weiteren Schaufelteils herum, angeordnet, wobei der Induktor zur
Beeinflussung der Erwärmung im Bereich der Schaufelvorderkante und der Schau
felhinterkante mit größerem Abstand zur Verbindungsnaht als im Mittenbereich der
Schaufel angeordnet werden kann.
Bevorzugt wird wenigstens der Schaufelblattabschnitt und/oder das weitere Schau
felteil beim Positionieren reibschlüssig gehalten, was aufgrund der vergleichsweisen
geringen Anpreßkräfte ohne weiteres auch im Bereich des Schaufelblatts erfolgen
kann.
Je nach Anwendungsfall kann es alternativ zweckmäßig sein, wenigstens der Schau
felblattabschnitt und/oder das weitere Schaufelteil beim Positionieren formschlüs
sig, z. B. in einem Kunststoffblock od.dgl, zu halten.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird als weiteres Schaufelteil ein Schaufelfuß
mit einem die stirnseitige Verbindungsfläche aufweisenden, zweiten Schaufel
blattabschnitt bereitgestellt, wobei der Schaufelfuß z. B. einen Schwalbenschwanz
oder einen Bolzen oder einen Haken zur lösbaren Befestigung an einem Rotor oder
Stator aufweisen kann.
In einer weiteren Ausgestaltung wird als weiteres Schaufelteil ein Deckband mit ei
nem die stirnseitige Verbindungsfläche aufweisenden, zweiten Schaufelblattab
schnitt bereitgestellt, wobei in einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel eine
erste Verbindungsfläche des Schaufelblattabschnitts mit einem einen zweiten
Schaufelblattabschnitt und die stirnseitige Verbindungsfläche aufweisenden Schau
felfuß und eine gegenüberliegende, zweite stirnseitige Verbindungsfläche des Schau
felblattabschnitts mit einem einen zweiten Schaufelblattabschnitt und die stirnseiti
ge Verbindungsfläche aufweisenden Deckbandabschnitt verschweißt wird.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird als zweites Schaufelteil ein integral
zu beschaufelnder Rotorträger bereitgestellt, an dessen Umfangsfläche mehrere
vorstehende, jeweils die stirnseitigen Verbindungsflächen aufweisende Stumpfab
schnitte ausgebildet werden, um so einen integral beschaufelten Rotor zu schaffen.
Die Lösung des die Schaufel betreffenden Problems ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaufelblattabschnitt und das weitere Schaufelteil an ih
ren jeweils stirnseitig vorgesehenen Verbindungsflächen durch Induktionsschweißen
mit hochfrequentem Strom miteinander verschweißt sind.
Der Vorteil einer solchen Schaufel besteht in ihrer kostengünstigen Herstellung, da
die einzelnen Schaufelteile in ihrer fertigen Form ohne aufwendige Nacharbeitungs
schritte miteinander verbunden werden können. Zudem weist das Gefüge in der Ver
bindungsstelle eine hohe Festigkeit auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Schaufel eine Laufschaufel und das weite
re Schaufelteil ein Schaufelfuß mit einem die stirnseitige Verbindungsfläche aufwei
senden, zweiten Schaufelblattabschnitt.
Die den Rotor betreffende Lösung des Problems ist erfindungsgemäß dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schaufelblattabschnitte und die Stumpfabschnitte jeweils an
ihren stirnseitig vorgesehenen Verbindungsflächen durch Induktionsschweißen mit
hochfrequentem Strom miteinander verschweißt sind.
Auch hierbei erweist sich insbesondere aufgrund des vergleichsweise großen, z. B.
als Scheibe oder Ring ausgebildeten, Rotorträgers als vorteilhaft, daß die zu verbin
denden Schaufelteile bereits in ihrer fertigen Form vorliegen, der Verschweißvorgang
verhältnismäßig schnell durchgeführt werden kann und keine aufwendigen Nachar
beitungsschritte erforderlich sind.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug
nahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht in perspektivischer und schematischer Darstellung
eines Schaufelblattabschnitts und eines Schaufelfußes, die gemäß
einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
miteinander verschweißt werden,
Fig. 2 eine Ansicht in perspektivischer und schematischer Darstellung
des Schaufelblatts gemäß Fig. 1, bei dem an einer gegen
überliegenden Verbindungsfläche des Schaufelblattabschnitts
ein Deckbandabschnitt dargestellt ist,
Fig. 3 eine Ansicht in perspektivischer und schematischer Darstellung eines
Schaufelblattabschnitts mit einem Schaufelfuß, der gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit einem Deckbandabschnitt verschweißt wird,
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine Verbindungsfläche, um die ein
mit einer Stromquelle verbundene Induktor gemäß einer Aus
gestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens angeordnet ist, und
Fig. 5 eine Ansicht in perspektivischer und schematischer Darstellung eines
Rotors, dessen umfängliche Stumpfabschnitte jeweils mit einem
Schaufelblattabschnitt gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens verschweißt sind.
Fig. 1 zeigt einen Schaufelblattabschnitt 1 mit einer Verbindungsfläche 2, an der der
Schaufelblattabschnitt 1 mit wenigstens einem weiteren Schaufelteil gemäß einer
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verschweißt wird. Der Schaufel
blattabschnitt 1 ist hohl und pulvermetallurgisch aus TiAl hergestellt. Alternativ kön
nen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Schaufelblattabschnitte 1 aus Ni- oder
Co-Basislegierungen ebenso wie massive Schaufelblattabschnitte 1 bzw. weite
re Schaufelteile aus diesen Werkstoffen bzw. Geometrien verschweißt werden.
An seiner der ersten Verbindungsfläche 2 gegenüberliegenden Stirnfläche weist der
Schaufelabschnitt 1 eine zweite stirnseitige Verbindungsfläche 3 zur Verbindung mit
einem weiteren Schaufelteil auf.
Zur Herstellung einer integralen (Lauf-)Schaufel für eine Gasturbine wird neben dem
Schaufelblattabschnitt 1 ein Schaufelfuß 4 bereitgestellt, der einen zweiten Schau
felblattabschnitt 5 mit einer stirnseitigen Verbindungsfläche 6 aufweist. Die Verbin
dungsfläche 6 des Schaufelfußes 4 entspricht in ihrer Form und Größe im wesentli
chen der Verbindungsfläche 2 des Schaufelblattabschnitts 1. Die Verbindungsflä
chen 2, 3, 6 können im wesentlichen eben oder z. B. auch gekrümmt ausgebildet sein.
Der Schaufelfuß 4 hat an seinem der Verbindungsfläche 6 entfernten Ende einen
sog. Schwalbenschwanz zur lösbaren Befestigung an einem Rotorkranz.
Sowohl die Verbindungsflächen 2, 3 des Schaufelblattabschnitts 1 als auch die Ver
bindungsfläche 6 des Schaufelfußes 4 weisen ihre endgültige bzw. fertige Quer
schnittsgröße auf und werden nicht mit Übermaß vorgesehen. Des weiteren wird
weder an dem Schaufelblattabschnitt 1 noch dem zweiten Schaufelblattabschnitt 5
des Schaufelfußes 4 eine Verdickung od. dgl. zur Verbesserung des Schweißvorgangs
oder zum Halten des Schaufelblattabschnitts 1 bzw. des Schaufelfußes 4 vorgese
hen.
Der Schaufelfuß 4 ist vorliegend in einen Halteblock 7 ortsfest gehalten. Der Schau
felblattabschnitt 1 ist in einer gestrichelt angedeuteten, verfahrbaren Halteeinrich
tung 8 gehalten, wobei dieses zum einen mit z. B. zwei Greifern reibschlüssig oder in
einem Block, z. B. aus Kunststoff, formschlüssig erfolgen kann.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, werden die Verbindungsflächen 2 und 6 des Schaufel
blattabschnitts 1 und des Schaufelfußes 4 vor dem Schweißvorgang im wesentlichen
fluchtend und geringfügig beabstandet zueinander positioniert. Benachbart zu den
Verbindungsflächen 2, 6 wird um deren Umfang 9 herum ein geschnitten dargestell
ter Induktor 10 angeordnet, welcher in einer mit Fig. 4 schematisch dargestellten
Spannungsquelle 11 elektrisch verbunden ist. Der Induktor 10 wird aus einem im
wesentlichen ebenen Kupferblech mit einer Dicke von etwa 5 mm ausgebildet und
überträgt den Schweißstrom in die zu verschweißenden Schaufelteile. Gemäß Fig. 4
ist der Abstand zwischen dem Induktor 10 bzw. einer Innenkante 12 seines Aus
schnitts und der Verbindungsfläche 2 des Schaufelblattabschnitts 1 bzw. der Ver
bindungsfläche 6 des Schaufelfußes 4 im Bereich der Schaufelvorder- und Schau
felhinterkante 13, 14 größer als im Mittenbereich 15, um eine gleichmäßige Erwär
mung der Verbindungsflächen 2, 6 des Schaufelblattabschnitts 1 bzw. Schaufelfußes
4 beim anschließenden Schweißvorgang zu erzielen. Die Geometrie des Ausschnitts,
bzw. der Innenkante 12, in dem Induktor 10 ist je nach Anwendungsfall so zu wäh
len, daß der Werkstoff nur an der Füge- oder Verbindungsstelle, d. h. den Verbin
dungsflächen 2 und 6, teigig bis in den oberflächennahen Bereichen (nahezu)
schmelzflüssig wird, um einen schnellen Schweißvorgang zu ermöglichen und eine
Nachbearbeitung der Verbindungs- oder Fügestelle nach dem Schweißvorgang wei
testgehend zu vermeiden.
Letzteres läßt sich durch Erregen des Induktors 10 mit hochfrequentem Strom mit
einer Frequenz von etwa 1,2 MHz erzielen, wobei die Frequenz in Abhängigkeit von
der Geometrie der Verbindungsflächen gewählt wird und im allgemeinen über 0,75
MHz liegt. Während des Schweißvorgangs wird der in der Halteeinrichtung 8 gehal
tene Schaufelblattabschnitt 1 entsprechend den in Fig. 1 dargestellten Pfeilen ver
fahren, so daß sich die lediglich in ihren oberflächennahen Bereichen teigigen Ver
bindungsflächen 2 und 6 des Schaufelblattabschnitts 1 des Schaufelfußes 4 berüh
ren und miteinander verschweißt werden, wobei nur verhältnismäßig wenig Material
flächig nach außen gedrückt werden braucht und sich ein festes Schmiedegefüge
bildet.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 1 mit einem Schaufelblattabschnitt 1,
der eine erste Verbindungsfläche 2 aufweist, zu der eine im wesentlichen fluchtende
und geringfügige beabstandete Verbindungsfläche 6 eines Schaufelfußes 4 positio
niert ist. Um die Verbindungsflächen 2 und 6 ist ein geschnitten dargestellter Induktor
10 mit einem Ausschnitt und einer Innenkante 12 angeordnet. Der Schaufel
blattabschnitt 1 ist in einer Halteeinrichtung 8 verfahrbar gehalten. Gemäß einem
weiteren und in Fig. 3 näher erläuterten Ausführungsbeispiel ist an einer der ersten
Verbindungsfläche 2 des Schaufelblattabschnitts 1 gegenüberliegenden Stirnseite
eine zweite Verbindungsfläche 3 vorgesehen, die an einen Deckbandabschnitt 16 mit
einem zweiten Schaufelblattabschnitt 17 mit einer stirnseitigen Verbindungsfläche
18 durch Induktionsschweißen mit hochfrequentem Strom geschweißt wird.
Fig. 3 zeigt die in Fig. 2 schematisch angedeutete Anordnung, wobei ein Schaufelfuß
4 bereits mit seiner Verbindungsfläche 6 mit einer ersten Verbindungsfläche 2 eines
Schaufelblattabschnitts 1 durch Induktionsschweißen mittels hochfrequentem Strom
gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens verschweißt
ist. Fig. 3 zeigt eine vergleichsweise kleine Wulst 19 im Bereich einer Verbindungs
naht 20, die nur geringfügig vorsteht und je nach Anforderungsfall toleriert werden
kann oder nur geringfügig nachbearbeitet werden muß.
Ähnlich wie in der Anordnung in Fig. 1 ist ein Deckbandabschnitt 16 in einem ortsfe
sten Halter 7 so gehalten, daß seine Verbindungsfläche 18 im wesentlichen fluch
tend und geringfügig beabstandet zu der zweiten Verbindungsfläche 3 des Schaufel
blattabschnitts 1 zur Vorbereitung des Schweißvorgangs angeordnet ist.
In gleicher Weise wird ein Induktor 10 mit einem Ausschnitt und einer Innenkante 12
umfänglich um die zu verschweißenden Verbindungsflächen 3 und 18 angeordnet.
Der Induktor 10 ist entsprechend Fig. 4 mit einer Spannungsquelle 11 elektrisch
verbunden, um den Schweißstrom in die zu verschweißenden Bauteile zu übertragen,
wobei der größte Stromfluß in den oberflächennahen Bereichen der Verbindungsflä
chen erfolgt. Während des Schweißvorgangs wird der in einer Halteeinrichtung 8
reib- oder formschlüssig in herkömmlicher Weise gehaltene Schaufelblattabschnitt 1
in Richtung der Pfeile auf die Verbindungsfläche 18 des Deckbandabschnitts 16 ver
fahren, so daß sich die in ihren oberflächennahen Bereichen teigig bzw. ggf. nahezu
schmelzflüssig gewordenen Verbindungsflächen 3 und 18 berühren. In diesem zwei
stufigen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also zunächst
der Schaufelfuß 4 an eine erste Verbindungsfläche 2 und anschließend der Deck
bandabschnitt 16 an eine gegenüberliegende, zweite Verbindungsfläche 3 des
Schaufelblattabschnitts 1 durch Induktionsschweißen mittels hochfrequenten Strom
zur Herstellung einer integralen (Lauf-)Schaufel aus einzelnen Schaufelteilen 1, 4, 16
geschweißt.
In einer Draufsicht gemäß Fig. 4 ist ein mit einer Spannungsquelle 11 verbundener
Induktor 10 mit einem Ausschnitt dargestellt, dessen Innenkante 12 im Bereich der
Schaufelvorderkante 13 und der Schaufelhinterkante 14 weiter als im Mittenbereich
15 von der Verbindungsnaht 20 bzw. dem Umfang 9 der Verbindungsflächen
2, 3, 6, 18 des Schaufelblattabschnitts 1 einerseits bzw. des Schaufelfußes 4 oder
Deckbandabschnitts 16 andererseits entfernt ist.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei
dem als weiteres Schaufelteil ein integral zu beschaufelnder Rotorträger 21 bereit
gestellt wird. Der Rotorträger 21 kann als Scheibe oder Ring ausgebildet sein und als
Verdichter- oder Turbinenrotor in einer Gasturbine zum Einsatz kommen. Über eine
Umfangsfläche 22 des Rotorträgers 21 stehen mehrere, im allgemeinen äquidistant
angeordnete Stumpfabschnitte 23 vor, die jeweils stirnseitig eine Verbindungsfläche
24 aufweisen und deren äußere Oberfläche sich aus festigkeits- und aerodynami
schen Aspekten an die Umfangsfläche 22 des Rotorträgers 21 anschmiegt.
Zur Herstellung eines integral beschaufelten Rotors, der ein Verdichter- oder ein
Turbinenrotor sein kann, wird an die stirnseitige Verbindungsfläche 24 der
Stumpfabschnitte 23 jeweils ein Schaufelblattabschnitt 1 mit seiner Verbindungsflä
che 2 fluchtend und geringfügig beabstandet positioniert. Um den Umfang 9 der
Verbindungsfläche 2 des Schaufelblattabschnitts 1 bzw. der Verbindungsfläche 24
des Stumpfabschnitts 23 wird ein Induktor 10 in der oben beschriebenen Weise an
geordnet. Für den Schweißvorgang wird der Induktor 10 mit hochfrequentem Strom
erregt und der Schaufelblattabschnitt 1 und der Rotorträger 21 zusammengefahren,
so daß sich ihre erwärmten, lediglich in ihren oberflächennahen Schichten schmelz
flüssigen Verbindungsflächen 2 und 24 berühren und miteinander verschweißt wer
den. Vorliegend ist es zweckmäßig, daß der Schaufelblattabschnitt 1 beweglich und
der Rotorträger 21 ortsfest gehalten wird. Dieser Vorgang wird nachfolgend für alle
weiteren Stumpfabschnitte 23 wiederholt, so daß abschließend ein integral beschau
felter Rotor aus dem Rotorträger 21 und den sich im wesentlichen radial erstrecken
den, an die Stumpfabschnitte 23 mittels hochfrequentem Strom geschweißten
Schaufelblattabschnitten 1 entsteht.
Das Verfahren zum Verbinden von Schaufelteilen läßt sich für Lauf- und Leitschau
feln sowie Rotorkränze von Gasturbinen aus verschiedensten Werkstoffen, wie z. B.
TiAl, anwenden.
Claims (19)
1. Verfahren zum Verbinden von Schaufelteilen einer Gasturbine, wobei ein Schau
felblattabschnitt (1) und wenigstens ein weiteres Schaufelteil (4, 16, 21) bereitge
stellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelblattabschnitt (1) mit
wenigstens einer stirnseitigen Verbindungsfläche (2) und das weitere Schaufelteil
(4, 16, 21) mit einer stirnseitigen Verbindungsfläche (6, 18, 24) bereitgestellt wer
den, ein Induktor (10) benachbart zu den Verbindungsflächen (2, 3, 6, 18, 24) des
Schaufelblattabschnitts (1) und des zweiten Schaufelteils (4, 16, 21) angeordnet
wird, die Verbindungsflächen (2, 3, 6, 18, 24) des Schaufelblattabschnitts (1) und
des zweiten Schaufelteils (4, 16, 21) im wesentlichen fluchtend und beabstandet
zueinander positioniert werden und der Schaufelblattabschnitt (1) und das weite
re Schaufelteil (4, 16, 21) durch Erregen des Induktors (10) mit hochfrequentem
Strom und durch Zusammenfahren unter Berührung ihrer Verbindungsflächen
(2, 3, 6, 18, 24) miteinander verschweißt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor (10) um
fänglich um die Verbindungsflächen (2, 3, 6, 18, 24) des Schaufelblattabschnitts (1)
und des weiteren Schaufelteils (4, 16, 21) herum angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor
(10) im Bereich der Schaufelvorderkante (13) und der Schaufelhinterkante (14)
mit größerem Abstand zur Verbindungsnaht (20) als im Mittenbereich (15) der
Schaufel angeordnet wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verbindungsflächen (2, 3, 6, 18, 24) des Schaufelblattab
schnitts (1) und des weiteren Schaufelteils (4, 16, 21) mit einem Abstand von etwa
2 mm zueinander positioniert werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß wenigstens der Schaufelblattabschnitt (1) oder das weitere
Schaufelteil (4, 16, 21) beim Positionieren reibschlüssig gehalten wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß wenigstens der Schaufelblattabschnitt (1) oder das weitere
Schaufelteil (4, 16, 21) beim Positionieren formschlüssig gehalten wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schritt Verschweißen in maximal 3 s durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schaufelblattabschnitt (1) und das weitere Schaufelteil
(4, 16, 21) beim Schritt Zusammenfahren nach Berührung ihrer Verbindungsflä
chen (2, 3, 6, 18, 24) noch maximal 1 mm aufeinander zu verfahren werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Induktor (10) mit einer Frequenz von etwa 1,2 MHz erregt
wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß als weiteres Schaufelteil ein Schaufelfuß (4) mit einem die
stirnseitige Verbindungsfläche (6) aufweisenden, zweiten Schaufelblattabschnitt
(5) bereitgestellt wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß als weiteres Schaufelteil ein Deckbandabschnitt (16) mit einem die
stirnseitige Verbindungsfläche (18) aufweisenden, zweiten Schaufelblattabschnitt
(17) bereitgestellt wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine erste Verbindungsfläche (2) des Schaufelblattabschnitts
(1) mit einem einen zweiten Schaufelblattabschnitt (5) und die stirnseitige Ver
bindungsfläche (6) aufweisenden Schaufelfuß (4) und eine gegenüberliegende,
zweite stirnseitige Verbindungsfläche (3) des Schaufelblattabschnitts (1) mit ei
nem einen zweiten Schaufelblattabschnitt (17) und die stirnseitige Verbindungs
fläche (18) aufweisenden Deckbandabschnitt (16) verschweißt wird.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß als weiteres Schaufelteil ein integral zu beschaufelnder Rotor
träger (21) bereitgestellt wird, an dessen Umfangsfläche (22) mehrere vorstehen
de, jeweils die stirnseitige Verbindungsfläche (24) aufweisende Stumpfabschnitte
(23) ausgebildet werden.
14. Schaufel für eine Gasturbine, umfassend einen Schaufelblattabschnitt (1) und
wenigstens ein weiteres Schaufelteil (4, 16, 21), dadurch gekennzeichnet, daß der
Schaufelblattabschnitt (1) und das weitere Schaufelteil (4, 16, 21) an jeweils stirn
seitig vorgesehenen Verbindungsflächen (2, 3, 6, 18, 24) durch Induktionsschweißen
mit hochfrequentem Strom miteinander verschweißt sind.
15. Schaufel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Schaufel
teil ein Schaufelfuß (4) mit einem die stirnseitige Verbindungsfläche (6) aufwei
senden, zweiten Schaufel blattabschnitt (5) ist.
16. Schaufel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaufel
teil ein Deckbandabschnitt (16) mit einem die stirnseitige Verbindungsflächen
(18) aufweisenden, zweiten Schaufelblattabschnitt (17) ist.
17. Schaufel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaufel
teil ein integral zu beschaufelnder Rotorträger (21) ist, an dessen Umfangsfläche
(22) mehrere, jeweils die stirnseitige Verbindungsfläche (24) aufweisende
Stumpfabschnitte (23) vorgesehen sind.
18. Schaufel nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufel
blattabschnitt (1) an einer ersten Verbindungsfläche (2) mit der stirnseitigen Ver
bindungsfläche (6) eines Schaufelfußes (4) und an einer gegenüberliegenden,
zweiten Verbindungsfläche (3) mit der stirnseitigen Verbindungsfläche (18) eines
Deckbandabschnitts (16) verschweißt ist.
19. Rotor für eine Gasturbine, umfassend einen Rotorträger (21) mit einer Umfangs
fläche (22), über die mehrere, jeweils eine stirnseitige Verbindungsfläche (24)
aufweisende und mit einem Schaufelblattabschnitt (1) zu verbindende Stumpfab
schnitt (23) vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelblattabschnitte
(1) und die Stumpfabschnitte (23) jeweils an ihren stirnseitig vorgesehenen Ver
bindungsflächen (2, 24) durch Induktionsschweißen mit hochfrequentem Strom
miteinander verschweißt sind.
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