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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines Gegenstandes aus einem Metallblechwerkstück durch Diffusionsverschweißung und
Warmverformung.
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Es
ist bekannt, Gegenstände
aus einem aus Metallblech bestehenden Werkstück durch Diffusionsverschweißung und
Warmverformung herzustellen. Insbesondere ist es bekannt, Fan-Laufschaufeln und
Fan-Auslassleitschaufeln für
Gasturbinentriebwerke dadurch herzustellen, dass mehrere Metallblechwerkstücke aus
Titan durch Diffusionsverschweißung
verbunden werden und danach eine Warmverformung oder ein superplastisches
Aufblasen der diffusionsverschweißten aus Titanblech bestehenden
Werkstücke
erfolgt. Dieses Herstellungsverfahren ist in unserem europäischen Patent
EP0568201B1 , in
unserer europäischen
Patentanmeldung
EP1092485A1 und
dem britischen Patent
GB2306353B beschrieben.
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Ein
Problem bei der Herstellung einer Fan-Auslassleitschaufel besteht
darin, dass Befestigungsmittel auf den radial inneren und radial äußeren Enden
der Fan-Auslassleitschaufel
erforderlich sind, damit die Fan-Auslassleitschaufel am radial inneren Ende
mit dem Gehäuse
des Kerntriebwerks und mit dem radial äußeren Ende am Fangehäuse festgelegt werden
kann.
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Gegenwärtig benutzte
Titanwerkstücke
werden geschmiedet, um örtlich
verdickte Endabschnitte zu erzeugen, die als Befestigungsglied geeignet
sind, wobei ein Bolzen durch das Befestigungsglied geführt wird,
um die Fan-Auslassleitschaufel am Kerntriebwerksgehäuse oder
am Fangehäuse
festzulegen. Das aus Titan bestehende Werkstück wird spanabhebend auf die
erforderliche Größe bearbeitet
und am radial inneren Ende oder am radial äußeren Ende der Fan-Auslassleitschaufel
verschweißt.
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Dieses
Verfahren ist sehr kostspielig, und die Fan-Auslassleitschaufeln
sind relativ schwer, weil der radial innere Endabschnitt und der
radial äußere Endabschnitt
der Fan-Auslassleitschaufeln massiv ausgebildet sein muss, damit
die Fan-Auslassleitschaufel
am Kerntriebwerksgehäuse
und am Fangehäuse festgelegt
werden kann.
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Ein
Problem, das bei der Herstellung von Fan-Laufschaufeln auftritt,
besteht darin, dass Befestigungsmittel an dem radial inneren Ende
der Fanschaufel erforderlich sind, um die Fanschaufel mit ihrem
radial inneren Ende an einem Fanrotor festzulegen.
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Gegenwärtig werden
Blöcke
aus Titan durch Diffusionsverschweißung an der Oberfläche von
Titanwerkstücken
am radial inneren Ende der Fanschaufel festgelegt, um eine örtliche
Verdickung der Fanschaufel zu erzeugen, derart, dass ein Schwalbenschwanzfuß oder ein
Tannenbaumfuß erzeugt werden
kann, wie dies in der
GB2306353B beschrieben
ist.
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Demgemäß liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Herstellungsverfahren
für einen
Gegenstand aus einem aus Metallblech bestehenden Werkstück zu schaffen,
wodurch die oben erwähnten
Probleme vermindert und vorzugsweise vollständig dadurch gelöst werden,
dass zusätzlich zu
den Verfahrensschritten, die z.B. aus der
EP0568201B bekannt sind,
ein Schritt eingefügt
wird, mit dem vor dem Schritt der superplastischen Verformung an
der Gesamtform ein Konstruktionsmerkmal endformnah durch Schweißablagerung
angebracht wird.
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Demgemäß betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Metallblechgegenstandes
mit den folgenden Schritten: es werden wenigstens zwei Metallblechwerkstücke bereitgestellt;
es werden die wenigstens zwei Metallblechwerkstücke zu einem Stapel von Metallblechwerkstücken zusammengefügt; es werden
die Ränder
des Stapels von Metallblechwerkstücken versiegelt; es wird der
Stapel von Metallblechwerkstücken
mit Ausnahme von Bereichen eines vorbestimmten Musters einer Diffusionsverschweißung unterworfen,
um eine integrale Struktur zu erzeugen; es wird Schweißmetall
an wenigstens einer vorbestimmten Stelle in einer vorbestimmten
Form abgelagert, um ein Konstruktionsmerkmal endformnah an der Rohform
an wenigstens einer vorbestimmten Stelle der integralen Struktur
aufzubauen und dann wird die integrale Struktur erhitzt und das
Innere der integralen Struktur unter Druck gesetzt, um wenigstens
eines der wenigstens zwei Metallwerkstücke einer Warmverformung zu
unterwerfen und dadurch eine hohle, integrale Struktur vorbestimmter
Form zu erzeugen.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren eine Schweißablagerung von Metall an wenigstens
einer vorbestimmten Stelle an einem Ende der hohlen, integralen
Struktur.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren eine Schweißablagerung von Metall an zwei
vorbestimmten Stellen.
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Bei
diesem Verfahren kann das Schweißmetall an beiden Enden der
hohlen, integralen Struktur abgelagert werden und das Schweißmetall
kann an einer vorbestimmten Stelle und mit einer vorbestimmten Form
abgelagert werden, um Konstruktionsmerkmale endformnah an beiden
Enden der hohlen, integralen Struktur aufzubauen.
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Bei
diesem Verfahren kann das Schweißmetall an beiden Seiten an
einem Ende der hohlen, integralen Struktur abgelagert werden und
das Metall kann an einer vorbestimmten Stelle und in einer vorbestimmten
Form abgelagert werden, um ein Konstruktionsmerkmal endformnah an
beiden Seiten der hohlen, integralen Struktur aufzubauen.
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Bei
diesem Verfahren kann das Schweißmetall an beiden Seiten an
beiden Enden der hohlen, integralen Struktur abgelagert werden und
das Metall kann an einer vorbestimmten Stelle und in einer vorbestimmten
Form abgelagert werden, um ein Konstruktionsmerkmal endformnah an
beiden Seiten an beiden Enden der hohlen, integralen Struktur aufzubauen.
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Bei
diesem Verfahren kann das Schweißmetall an einem Ende und auf
einer Seite der hohlen, integralen Struktur abgelagert werden und
das Metall kann an einer vorbestimmten Stelle und mit einer vorbestimmten
Form abgelagert werden, um ein Konstruktionsmerkmal endformnah an
einem Ende und einer Seite der hohlen, integralen Struktur aufzubauen.
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Vorzugsweise
ist der Gegenstand eine Fan-Auslassleitschaufel oder eine Kompressor-Leitschaufel.
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Vorzugsweise
wird bei dem Verfahren das Schweißmetall abgelagert, um einen
Vorsprung an wenigstens einem Ende des Gegenstandes aufzubauen.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren das Bohren einer Öffnung durch den Vorsprung.
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Stattdessen
kann der Gegenstand eine Fan-Laufschaufel oder eine Kompressor-Laufschaufel sein.
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Das
Verfahren kann eine Schweißablagerung
des Metalls umfassen, um einen Schwalbenschwanzfuß oder einen
Tannenbaumfuß an
einem Ende des Gegenstandes anzubringen.
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Vorzugsweise
besteht der Metallblechgegenstand aus Titan oder einer Titanlegierung.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren die Schweißablagerung von Titan oder
von einer Titanlegierung.
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Vorzugsweise
besteht die Titanlegierung aus 6 Gewichtsprozent Al, 4 Gewichtsprozent
V und der Rest besteht aus Titan plus zufälligen Verunreinigungen.
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Stattdessen
kann der Metallblechgegenstand aus einer Nickellegierung bestehen.
Alternativ umfasst das Verfahren eine Schweißablagerung einer Nickellegierung.
Vorzugsweise besteht die Nickellegierung aus 19 Gewichtsprozent
Cr, 18 Gewichtsprozent Fe, 5 Gewichtsprozent Nb, 3 Gewichtsprozent
Mo, 0,9 Gewichtsprozent Ti, 0,5 Gewichtsprozent Al und aus einem
Rest von Nickel plus zufälligen
Verunreinigungen.
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Vorzugsweise
wird ein Abdeckmaterial in einem vorbestimmten Muster auf wenigstens
einer Oberfläche
von wenigstens einem der wenigstens zwei Metallblechwerkstücke aufgebracht,
bevor die wenigstens zwei Metallblechwerkstücke in einem Stapel von Metallblechwerkstücken zusammengefügt werden.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 zeigt
ein Turbofan-Gasturbinentriebwerk mit einem Metallblechgegenstand,
der gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde;
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2 ist
in größerem Maßstab eine
perspektivische Ansicht einer aus Metallblech bestehenden Fan-Auslassleitschaufel,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde;
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3 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Stapels von
Metallblechwerkstücken,
die zur Herstellung der Fan-Auslassleitschaufel gemäß 2 benutzt
wurden;
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4 ist
eine Ansicht eines Stapels von Metallblechwerkstücken gemäß 3 nach einer
Versiegelung zur Herstellung einer abgedichteten Struktur;
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5 ist
eine Ansicht des Stapels von Metallblechwerkstücken gemäß 4 nach einer
Diffusionsverschweißung
zur Herstellung einer integralen Struktur;
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6 ist
eine Ansicht der warmverformten, integralen Struktur gemäß 5 während der
Ablagerung von Metall zum Zwecke der Erzeugung von Vorsprüngen an
einem Ende der integralen Struktur;
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7 ist
eine Ansicht der integralen Struktur gemäß 6 nach Erwärmung und
Warmverformung;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht einer Metallblech-Fan-Laufschaufel,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde.
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Ein
Turbofan-Gasturbinentriebwerk 10 gemäß 1 weist
in Strömungsrichtung
hintereinander einen Einlass 12, einen Fanabschnitt 14,
einen Kompressorabschnitt 16, einen Verbrennungsabschnitt 18,
einen Turbinenabschnitt 20 und eine Abgasdüse 22 auf.
Der Turbinenabschnitt 20 besteht aus einer oder mehreren
Turbinen, die den Kompressorabschnitt 16 über eine
oder mehrere nicht dargestellte Wellen antreiben und einer oder
mehreren Turbinen, die den Fanabschnitt 14 über eine
oder mehrere nicht dargestellte Wellen antreiben.
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Der
Fanabschnitt 14 weist einen Fanrotor 24 auf, der
mehrere in Umfangsrichtung angeordnete radial verlaufende Fan-Laufschaufeln 26 trägt. Die Fan-Laufschaufeln 26 sind
von einem Fangehäuse 30 umschlossen,
das koaxial zur Achse X des Turbofan-Gasturbinentriebwerks 10 angeordnet
ist. Das Fangehäuse 30 definiert
teilweise einen Fankanal 32, und das Fangehäuse 30 wird
von einem Kerntriebwerksgehäuse über mehrere
radial verlaufende Fan-Auslassleitschaufeln 34 getragen.
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Jede
Fan-Auslassleitschaufel 34 besteht, wie deutlicher aus 2 ersichtlich
ist, aus einem radial inneren Ende 36, einem stromlinienförmigen Arbeitsabschnitt 38 und
einem radial äußeren Ende 40. Das
radial äußere Ende 40 besitzt
zwei axial im Abstand zueinander liegende Vorsprünge 42 und 44, durch
die Löcher 46 bzw. 48 verlaufen.
Die Löcher 46 und 48 schaffen
die Möglichkeit,
Befestigungsglieder, beispielsweise Bolzen, hindurchzuführen, um
das radial äußere Ende 40 der
Fan-Auslassleitschaufel 34 an
der Struktur 50 des Fangehäuses 30 festzulegen. Die
Löcher 46 und 48 verlaufen
radial, damit die Bolzen radial durch die entsprechenden Öffnungen
im Fangehäuse 30 hindurchtreten
können.
Die Fan-Auslassleitschaufel 34 hat
eine integrale, hohle Struktur, die durch Diffusionsverschweißung und Warmverformung
von zwei Metallblechwerkstücken hergestellt
wurde.
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Jede
Fan-Auslassleitschaufel 34 ist, wie aus den 3 bis 6 ersichtlich,
durch Auswahl von zwei Titanlegierungswerkstücken 52 und 54 hergestellt.
Das Titanlegierungswerkstück 52 ist
dicker als das Titanlegierungswerkstück 54. Die Titanlegierung ist
vorzugsweise eine Legierung, die 6 Gewichtsprozent Aluminium, 4
Gewichtsprozent Vanadium und als Rest Titan plus zufällige Verunreinigungen
enthält.
Zunächst
wird auf 3 Bezug genommen. Das Titanlegierungswerkstück 52 wird
zunächst
spanabhebend auf einer Seite bearbeitet, um eine Konturoberfläche 56 zu
erzeugen, die einer vorbestimmten Massenverteilung von Rand zu Rand
und von Ende zu Ende Rechnung trägt.
Die anderen Seiten besitzen flache Oberflächen 60 bzw. 62.
Die Titanlegierungswerkstücke 52 und 54 definieren
das äußere Profil
der Fan-Auslassleitschaufel 34. In einem vorbestimmten
Muster wird ein Abdeckmaterial 63 auf die flache Oberfläche 60 oder 62 eines
der Werkstücke 52 bzw. 54 aus
Titanlegierung aufgetragen. Das Abdeckmaterial verhindert eine Diffusionsverschweißung zwischen
den flachen Oberflächen 60 und 62 innerhalb
des vorbestimmten Musters. Dann werden die aus Titanlegierung bestehenden
Werkstücke 52 und 54 zusammengestapelt,
so dass die flachen Oberflächen 60 und 62 in
Passeingriff miteinander stehen. Die Ränder und die Enden der Titanlegierungswerkstücke 52 und 54 werden
miteinander, beispielsweise durch Verschweißung, versiegelt, um eine abgedichtete
Struktur 64 zu schaffen, wie diese in 4 dargestellt
ist. Die abgedichtete Struktur 64 wird dann erhitzt und
mit Luft gespült,
um den Binder in dem Abdeckmaterial aus der versiegelten Struktur 64 zu
entfernen.
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Nachdem
der Binder aus der abgedichteten Struktur 64 entfernt ist,
wird die abgedichtete Struktur 64 evakuiert und auf eine
geeignete Temperatur aufgeheizt, worauf ein geeigneter Druck eine
vorbestimmte Zeit lang aufgebracht wird, um eine Diffusionsverschweißung der
Werkstücke 52 und 54 aus
Titanlegierung miteinander in den Bereichen zu bewirken, die nicht
von dem Abdeckmaterial bedeckt waren, um eine integrale Struktur 66 zu
schaffen, wie diese in 5 dargestellt ist. Beispielsweise
wird die abgedichtete Struktur 64 auf eine Temperatur von mehr
als 850°C,
z.B. 900°C
bis 950°C,
erhitzt und es wird ein Druck von 2,0 MPa bis 3,0 MPa (3001 Pfund pro
Quadratzoll bis 4501 Pfund pro Quadratzoll) zwei Stunden lang ausgeübt.
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Dann
wird die integrale Struktur 66 auf eine geeignete Temperatur
von mehr als 850°C
erhitzt und einer Warmverformung unterworfen, um ein stromlinienförmiges Profil
zu erzeugen.
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Ein
Roboter-Schweißbrenner 100 wird
unter der Steuerung eines Computers 102 in Tätigkeit
gesetzt, um eine geeignete Titanlegierung auf einem oder mehreren
Enden der integralen Struktur 66 aufzutragen, wie dies
in 6 dargestellt ist. Insbesondere ist der Roboter-Schweißbrenner 100 so
angeordnet, dass eine geeignete Titanlegierung an axial im Abstand
zueinander liegenden Stellen oder Bereichen 70 und 72 auf
dem Titanlegierungswerkstück 52 aufgetragen
wird. Der Roboter-Schweißbrenner 100 ist
derart ausgebildet, dass die Titanlegierung in einer vorbestimmten
Form und mit einer vorbestimmten Tiefe abgelagert wird, um Verstärkungsvorsprünge 42, 44 an
jeder dieser Stellen oder Bereiche 70, 72 auf
dem Titanlegierungswerkstück 52 zu
erzeugen. Der Roboter-Schweißbrenner 100 wird
gesteuert durch Instruktionen vom Computer 102 geführt.
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Der
Roboter-Schweißbrenner 100 ist
ein Neun-Achsen-Roboter, der nicht dargestellt ist. Beispielsweise
wird ein Neun-Achsen-Roboter von der Reis Robotics GmbH (Obernburg,
Deutschland) hergestellt, wobei der Reis-SRV16-Roboterarm hängend montiert
ist und von einem Gestell herabhängt mit
einer Vertikalbewegung von 1 m, wobei dieser Arm gekoppelt ist mit
einem RDK26-Drehneigungstischmodul und der gesamte Roboter wird
durch ein Reis-Robotersteuergerät
angetrieben.
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Der
Roboter-Schweißbrenner 100 besteht aus
einem Lichtbogen-Schweißbrenner,
beispielsweise mit einem inerten Wolframgas (TIG) oder einem inerten
Metallgas (MIG). Der Schweißbrenner 100 wird
aus einer Stromquelle gespeist, und es wird ein Schweißdraht 101 unter
Schutzgas über
ein Rohr 103 zugeführt.
Andere geeignete Schweißbrenner können benutzt
werden, beispielsweise ein Laser-Schweißbrenner.
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Dann
wird ein inertes Gas in das Innere der integralen Struktur 66 geleitet,
um die adhesive Verbindung aufzubrechen, die beim Anlegen des Diffusionsverschweißungsdruckes
auch dort gebildet wurde, wo das vorbestimmte Muster von Abdeckmaterial aufgebracht
war. Dann wird die integrale Struktur 66 in einer stromlinienförmig gestalteten
Form eingelegt, auf eine geeignete Temperatur erhitzt und dann wird ein
inertes Gas dem Inneren der integralen Struktur 66 zugeführt, um
die Titanlegierungswerkstücke 52 und 54 auf
die Gestalt der Formen durch Warmverformung zu bringen, um eine
hohle, integrale Struktur 68 zu erzeugen, wie diese in 7 dargestellt
ist. Beispielsweise wird die integrale Struktur 68 auf
eine Temperatur von mehr als 850°C,
z.B. 900°C
bis 950°C,
erhitzt. Die integrale Struktur 68 ist im Wesentlichen
jene einer fertigen Fan- Auslassleitschaufel 34.
Der superplastische Verformungsprozess wird benutzt, um die abgelagerte
Titanlegierung zu entspannen.
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Die
Vorsprünge 42 und 44 werden
spanabhebend bearbeitet und gebohrt, um Durchgangslöcher 46 und 48 zu
schaffen.
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Der
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Titanlegierungswerkstücke länger sind
als beim Stand der Technik. Demgemäß wird ein größerer Teil
der radialen Länge
der Fan-Auslassleitschaufel hohl, und dies ergibt eine Gewichtsersparnis
für die
Fan-Auslassleitschaufel. Demgemäß ergibt
sich eine Gewichtsersparnis für
das Gasturbinentriebwerk. Die Vorsprünge, die durch die Ablagerung
des Schweißmetalls
an der Grundform erzeugt wurden, erfordern keine weitere spanabhebende
Bearbeitung, außer
das Einbohren von Löchern,
um die Befestigungsglieder aufzunehmen. Die durch Ablagerung des
Schweißmetalls
erzeugten Vorsprünge vermeiden
das Schmieden örtlich
verdickter Endstücke,
die spanabhebend bearbeitet werden müssen, um Vorsprünge zu erzeugen
und die danach mit den Fan-Auslassleitschaufeln verschweißt werden
müssen.
Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren
billiger als bekannte Verfahren.
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Es
ist möglich,
eine geeignete Titanlegierung an axial beabstandeten Stellen 70 und 72 auf
den Titanlegierungswerkstücken 52 und 54 abzulagern,
um einen oder mehrere Vorsprünge
auf jeder Seite der integralen Struktur 68 zu erzeugen.
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Es
ist möglich,
eine geeignete Titanlegierung an axial beabstandeten Stellen am
radial inneren Ende und am radial äußeren Ende des Titanlegierungswerkstücks abzulagern.
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Es
ist möglich,
die Fan-Auslassleitschaufeln auch aus anderen geeigneten Titanlegierungen
und anderen geeigneten Metallen oder geeigneten Legierungen herzustellen.
Beispielsweise kann die Legierung INCO718 benutzt werden, die aus 19
Gewichtsprozent Cr, 18 Gewichtsprozent Fe, 5 Gewichtsprozent Nb,
3 Gewichtsprozent Mo, 0,9 Gewichtsprozent Ti, 0,5 Gewichtsprozent
Al und als Ausgleich aus Nickel plus zufälligen Verunreinigungen besteht.
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Jede
Fan-Laufschaufel 26 besteht, wie deutlicher aus 8 erkennbar,
aus einem Schaufelfuß und
einem stromlinienförmigen
Arbeitsabschnitt 82. Der Schaufelfuß 80 ist als Schwalbenschwanzfuß ausgebildet.
Der Fußabschnitt 80 der
Fan-Laufschaufel 26 schafft
die Möglichkeit,
die Fan-Laufschaufel 26 in einem entsprechend gestalteten Schlitz
im Fanrotor 24 zu fixieren. Die Fan-Laufschaufel 26 besteht
aus einer hohlen, integralen Struktur, die durch Diffusionsverschweißung und
superplastische Verformung von drei Metallwerkstücken hergestellt wurde.
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Jede
Fan-Laufschaufel 26 wurde hergestellt unter Benutzung im
Wesentlichen des gleichen Verfahrens, das zur Herstellung der Fan-Auslassleitschaufel 34 benutzt
wurde, jedoch wurden drei Blechwerkstücke aus einer Titanlegierung
benutzt. Ein erstes und ein zweites Titanlegierungswerkstück werden
anfänglich
auf einer Seite spanabhebend bearbeitet, um eine vorbestimmte Massenverteilung von
einem Rand nach dem anderen und von einem Ende nach dem anderen
Ende der Fan-Laufschaufel 26 zu
schaffen. Das erste und zweite Titanlegierungswerkstück definiert
das Außenprofil
der Fan-Laufschaufel 26. Es wird ein Abdeckmaterial in einem
vorbestimmten Muster auf der flachen Oberfläche von wenigstens einem Titanlegierungswerkstück aufgetragen.
Die Titanlegierungswerkstücke werden
dann aufeinander derart gestapelt, dass die flachen Oberflächen in
Passeingriff gelangen und das dritte Titanlegierungswerkstück wird
zwischen das erste und zweite Titanlegierungswerkstück gefügt. Dann
wird der Stapel der Titanlegierungswerkstücke durch Diffusionsverschweißung miteinander verbunden,
um eine integrale Struktur zu schaffen.
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Es
wird ein Schweißbrenner
unter der Steuerung eines Computers angeordnet, um eine geeignete
Titanlegierung an einem Ende der integralen Struktur aufzutragen.
Insbesondere ist der Schweißbrenner
so angeordnet, dass eine geeignete Titanlegierung auf dem ersten
und zweiten Titanlegierungswerkstück aufgetragen wird. Der Schweißbrenner
ist so angeordnet, dass die Titanlegierung nur in einer vorbestimmten
Form und in einer vorbestimmten Tiefe aufgetragen wird, um einen
Schwalbenschwanzfuß an
der Grundform des ersten und zweiten Titanlegierungswerkstücks aufzutragen.
Der Schweißbrenner
kann so ausgebildet werden, dass die Titanlegierung durch Bewegung
des Schweißbrenners
parallel zu den Oberflächen
von erstem und zweitem Titanlegierungswerkstück und parallel zum inneren Ende
der Fan-Laufschaufel bewegt wird. Stattdessen kann der Schweißbrenner
so ausgebildet werden, dass er die Titanlegierung ablagert, indem
der Schweißbrenner
parallel zu den Oberflächen
von erstem und zweitem Titanlegierungswerkstück und parallel zu den radial
verlaufenden Rändern
der Fan-Laufschaufel
bewegt wird.
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Die
integrale Struktur wird dann in einer stromlinienförmig gestalteten
Form untergebracht und auf eine geeignete Temperatur erhitzt. Dann
wird ein inertes Gas in das Innere der integralen Struktur geleitet,
um die ersten und zweiten Titanlegierungswerkstücke durch Warmverformung auf
die Gestalt der Formhälften
zu bringen und um superplastisch das dritte Titanlegierungswerkstück zu verformen und
eine hohle, integrale Struktur zu schaffen. Die integrale Struktur
ist im Wesentlichen jene einer fertigen Fan-Laufschaufel. Der superplastische
Formgebungsprozess wird benutzt, um die durch Schweißen abgelagerte
Titanlegierung zu entspannen.
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Der
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dünnere Titan-Metallbleche benutzt werden
können,
um die Fan-Laufschaufel zu erzeugen, wobei der Schaufelfuß durch
Schweißablagerung
erzeugt wird.
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Es
ist möglich,
die Titanlegierung in einem vorbestimmten Muster in vorbestimmter
Tiefe aufzutragen, um einen Tannenbaumfuß auf dem ersten und zweiten
Titanlegierungswerkstück
zu erzeugen.
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Es
ist auch möglich,
die Fan-Laufschaufeln aus anderen geeigneten Titanlegierungen oder
anderen geeigneten Metallen oder anderen geeigneten Legierungen
herzustellen. Beispielsweise kann eine Nickellegierung INCO718 benutzt
werden.
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Im
Allgemeinen ist das Metall oder die Legierung der Schweißablagerung
im Wesentlichen das gleiche Metall oder die gleiche Legierung, aus
denen die Metallwerkstücke
bestehen.
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Es
ist möglich,
auf diese Weise aus Metallblech bestehende Kompressor-Leitschaufeln, aus Metallblech
bestehende Kompressor-Laufschaufeln, aus Metallblech bestehende
Turbinen-Leitschaufeln, aus Metallblech bestehende Turbinen-Laufschaufeln oder
andere Metallblechgegenstände
unter Benutzung des gleichen Verfahrens herzustellen.
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Es
ist auch möglich,
die Metallblechgegenstände
mit anderen Ausbildungen von Befestigungsmitteln oder anderen Formen
von Konstruktionsmerkmalen unter Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens
herzustellen.