DE69600362T2

DE69600362T2 - Ein Verfahren zum Löten eines Wabenkorbes

Info

Publication number: DE69600362T2
Application number: DE69600362T
Authority: DE
Inventors: Kiyoo Oono
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2016-04-27
Also published as: EP0739676A1; SG73425A1; KR100214912B1; DE69600362D1; EP0739676B1; US5702050A; KR960037203A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hartlöten eines für einen Luftabschluß verwendeten segmentartigen Wabenelements, das an der Vorderseite der feststehenden Schaufel eines Axialverdichters angebracht wird.
Fig. 5 und Fig. 6 zeigen ein konventionelles Verfahren zum Hartlöten eines segmentartigen Wabenelements.
Wie in Fig. 6 dargestellt, wird bei dem konventionellen Verfahren eine Hartlötzusatzwerkstoffplatte 6 aus geeignetem Material auf ein Wabenelement 2 aufgebettet, das wiederum durch Punktschweißen 8 vorübergehend an einem Werkstück 1 angeheftet wird. Die derart vorbereitete Struktur wird in einem Ofen ofenhartgelötet. Die feststehende Schaufel wird zusammengefügt, indem eine Mehrzahl der Werkstücke 1 so montiert werden, daß sie eine ringförmige Struktur von 360º bilden.
In der Vergangenheit erforderte es einen gewissen Zeit- und Arbeitsaufwand, die Zusatzwerkstoffplatte 6 auf das Wabenelement 2 aufzubetten, und außerdem bestand die Notwendigkeit, die Oberfläche der Zusatzwerkstoffplatte 6 auf der auf das Wabenelement 2 aufgebetteten Seite mit einer Schneidvorrichtung usw. zu reiben oder zu schleifen, um die Metalloberfläche freizulegen, so daß das Punktschweißen 8 durchgeführt werden konnte.
Wenn die Punktschweißleistung 8 zu stark war, entstanden ferner Funkenlöcher im Wabenelement 2. Andererseits löste sich das Wabenelement 2 während des Hartlötvorgangs an den Heftschweißstellen vom Werkstück 1, wenn die Schweißleistung zu schwach war, wodurch es oft zu einem Versagen der Hartlötverbindung kam.
Da das Wabenelement 2 selbst verdreht oder verzogen war, war es darüber hinaus schwierig, die Oberseite (die Seite, die dem Läufer gegenüber liegt) des Wabenelements 2 nach dem Harlöten in die gewünschte Krümmung zu formen. Die durchlaufende Oberfläche des Wabenelements 2, die geformt wird, wenn die Werkstücke 1 in der Ringform zusammengefügt werden, könnte daher eine verformte Kreisform darstellen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Hartlöten eines Wabenelements vorzusehen, wodurch es möglich ist, für das Aufbetten einer Zusatzwerkstoffplatte auf das Wabenelement aufgewendete Zeit und Arbeit auszuschließen, und wodurch es möglich ist, sowohl die Funkenlöcher in dem Wabenelement, die durch das Punktschweißen hervorgerufen werden würden, als auch ein Versagen der Hartlötverbindung auszuschließen und gleichzeitig das Wabenelement noch auf der gewünschten Krümmung hartlöten zu können.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren zum Hartlöten eines Wabenelements für Luftabschluß auf eine Hartlötfläche am vorderen Ende einer feststehenden Schaufel eines Axialverdichters die folgenden Schritte: Anordnen einer Hartlötzusatzwerkstoffplatte zwischen dem Wabenelement und der Hartlötfläche, Einzwängen des Wabenelements in der Richtung der Dichtungsbreite, so daß die Richtung der Dichtungsbreite des Wabenelements der Richtung der Dichtungsbreite der Hartlötfläche entspricht, wobei die Konfiguration des Wabenelements gleichzeitig auf derselben Krümmung gehalten wird wie der der Hartlötfläche, und Erhitzen der vorgenannten Gruppe, um das Wabenelement und die Hartlötfläche zusammen zu löten.
Bei dem obigen Verfahren wird eine Vorrichtung zum Hartlöten des Wabenelements verwendet, die folgendes umfaßt: ein Einzwängteil zum Einzwängen des Wabenelements in der Richtung der Dichtungsbreite und ein Druckteil zum Stützen des Wabenelements, so daß die Konfiguration des Wabenelements auf derselben Krümmung wie der der Hartlötfläche gehalten wird, wobei auf das genannte Einzwängteil und das genannte Stützteil ein Antihartlötmittel aufgetragen ist.
Bei dem obigen Verfahren zum erfindungsgemäßen Hartlöten eines Wabenelements kann das Wabenelement in vollkommenem Kontakt mit einem Werkstück hartgelötet werden, so daß die Dichtungsbreite des Wabenelements der Dichtungsbreite der Hartlötfläche eines Werkstücks entspricht und so daß das Wabenelement auf derselben Krümmung wie der der Hartlötfläche getragen werden kann.
Bei der Anwendung des Verfahrens der Erfindung muß das Wabenelement nicht mehr mit Punktschweißen vorübergehend an das Werkstück angeheftet werden. Dementsprechend kommt es weder zu Funkenlöchern, die auftreten würden, wenn die Punktschweißleistung zu hoch wäre, noch zu einem Ablösen des Wabenelements, das auftreten würde, wenn die Punktschweißleistung zu niedrig wäre. Ferner besteht keine Notwendigkeit, die Zusatzwerkstoffplatte auf das Wabenelement aufzubetten. Aus diesem Grund kann die Anzahl der Arbeitsschritte vor dem Hartlöten im Ofen merklich verringert werden, während eine gewünschte Dichtungsbreite sowie eine gewünschte Krümmung des Wabenelements erzielt werden können, und die Hartlötqualität trotzdem stabilisiert werden. Dementsprechend ist keine Nacharbeit erforderlich, was zu einer wesentlichen Verringerung der Anzahl von Schritten im Arbeitsablauf führt.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Begleitzeichungen nur beispielhaft ferner erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Perspektivansicht, die eine Werkstückanordnung gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine teilweise, vergrößerte Ansicht, die ein Wabenelement in einem von A in Fig. 1 umkreisten Teil zeigt.
Fig. 3 ein Diagramm, das den Fertigungsablauf eines Verfahrens zum erfindungsgemäßen Hartlöten eines Wabenelements zeigt;
Fig. 4 eine Seitenansicht, die einen Zustand beim erfindungsgemäßen Hartlöten eines Wabenelements zeigt;
Fig. 5 ein Diagramm, das den Fertigungsablauf eines konventionellen Verfahrens zum Hartlöten eines Wabenelements zeigt, und
Fig. 6 eine Seitenansicht, die einen Zustand beim Hartlöten eines Wabenelements gemäß einem konventionellen Verfahren zeigt.
Fig. 1 bis 4 zeigen ein Verfahren zum Hartlöten eines segmentartigen Wabenelements gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Die Ausgestaltung der Erfindung wird gemäß einem in Fig. 3 gezeigten Fertigungsablaufdiagramm durchgeführt und ist ein Verfahren zum Hartlöten eines Wabenelements 2 an ein Werkstück 1.
Zuerst wird eine Zusatzwerkstoffplatte 6 mit einer geeigneten Dicke vollständig auf eine Oberfläche 5 des hartzulötenden Werkstücks 1 aufgebracht.
Danach wird das Wabenelement 2 in eine Vorrichtung 7 eingefügt.
Die Vorrichtung 7 besteht aus einem Druckteil 7-1 mit einer Oberfläche 7-3, die ungefähr die gleiche Fläche hat wie die Hartlötfläche 5 des Werkstücks 1 und dieselbe Krümmung wie die der Hartlötfläche 5, und ein Paar Einzwäng-/Positionierteile 7-2, die in einer Längsrichtung parallel zueinander angeordnet und durch einen Abstand beabstandet sind, der ungefähr der Dichtungsbreite der Hartlötfläche 5 gleicht. Das Wabenelement 2 wird somit zwischen den Einzwäng-/Positionierteilen 7-2 eingefügt, und das Wabenelement 2 ist folglich eingezwängt, so daß die Dichtungsbreitenrichtung W des Wabenelements 2 der Dichtungsbreitenrichtung W der Hartlötfläche 5 entspricht und die Krümmung des Wabenelements 2 auch derselben Krümmung wie der der Hartlötfläche 5 entspricht.
An beiden Enden des Positionierteus 7-2 sind Verschiebungsanschläge 7-4 angebracht.
Innenseiten des Druckteils 7-1 und des Einzwäng-/Positionierteils 7-2 sind mit Keramik beschichtet, so daß das Werkstück 1 bzw. das Wabenelement 2 nicht an die Vorrichtung 7 angelötet wird.
Anschließend wird die Vorrichtung 7, in welche das Wabenelement 2 eingefügt ist, auf die Hartlötfläche 5 des Werkstücks 1 gesetzt, wie in Fig. 4 gezeigt.
In dieser Position dient die Vorrichtung 7 als ein Gewicht, so daß das Wabenelement 2 gegen die Hartlötfläche 5 des Werkstücks 1 gepreßt wird. Das Wabenelement 2 und die gesamte Hartlötfläche 5 des Werkstücks 1 werden deshalb miteinander in engen Kontakt gebracht, wobei ihre Krümmungen gleich gehalten werden.
Die Einzwäng-/Positionierteile 7-2 positionieren das Wabenelement 2 im Verhältnis zu der Hartlötfläche 5, so daß die Enden des Wabenelements 2 auf der Dichtungsbreitenseite den Enden der Hartlötfläche 5 auf der Dichtungsbreitenseite entsprechen. Die Verschiebungsanschläge 7-4 sind dafür ausgelegt, an beiden Endseiten 9 des Werkstücks 1 anzuliegen, so daß die Vorrichtung 7 im Verhältnis zu dem Werkstück 1 nicht in der Richtung bewegt wird, die senkrecht zur Dichtungsbreitenrichtung liegt.
In diesem Zustand wird das auf der Vorrichtung 7 positionierte Werkstück 1 in den Ofen geladen, wo das Werkstück 1 bis auf eine Hartlöttemperatur erhitzt wird, so daß die Zusatzwerkstoffplatte 6 geschmolzen wird. Das Werkstück 1 und das Wabenelement 2 werden somit an der Hartlötfläche 5 aneinandergelötet, wie in Fig. 2 gezeigt. Gleichzeitig werden die Wabenzellen 4 aneinandergelötet.
Das Wabenelement 2 dehnt sich beim Erhitzen aus, diese Ausdehnung erfolgt aber in Richtung der Höhe des Wabenelements 2 sowie in der senkrecht zur Dichtungsbreitenrichtung verlaufenden Richtung. Dies bewirkt, daß die bestimmte Dichtungsbreite des Wabenelements 2 und seine Krümmung sichergestellt werden können.
Die Innenseiten des Druckteils 7-1 und der Einzwäng Ipositionierteile 7-2 können mit einem Antihartlötmittel, wie z.B. einer keramischen Beschichtung, behandelt werden, so daß entweder das Werkstück 1 oder das Wabenelement 2 nicht an die Vorrichtung 7 gelötet werden.
Der Abstand zwischen den Einzwäng-/Positionierteilen 7-2, in der Nähe der Hartlötfläche, kann eingestellt werden, so daß er größer als die Breite der Hartlötfläche 5 des Werkstücks 1 ist, wodurch das Wabenelement 2 vor und nach dem Schmelzen der Zusatzwerkstoffplatte 6 dauernd gegen die Hartlötfläche 5 des Werkstücks 1 gedrückt wird. Folglich werden das Werkstück 1 und das Wabenelement 2 in engem Kontakt gehalten, so daß gutes Hartlöten durchgeführt werden kann.
Danach wird die Vorrichtung 7 entfernt, die Aneinanderfügung des Werkstücks 1 an das daran angelötete Wabenelement 2 ist fertig, wie in Fig. 1 gezeigt. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsnummer 3 die Dichtungsbreite.
Wenn die Vorrichtung 7 als ein Gewicht verwendet wird, wird sie während des Ofenhartlötvorgangs oben angeordnet, wie in Fig. 4 gezeigt, das Werkstück 1 kann aber auch als Gewicht verwendet werden. In diesem Fall wird das Werkstück oben angeordnet.
Gemäß der obigen Ausgestaltung werden das Wabenelement 2 und das Werkstück 1 hartgelötet, während das Wabenelement 2 von der Vorrichtung 7 eingezwängt wird, die als Gewicht dient, so daß die Konfiguration der Hartlötfläche des Wabenelements 2 vor und nach dem Schmelzen der Zusatzwerkstoffplatte 6 in der Hitze des Hartlötvorgangs nicht variiert. Da das Wabenelement 2 dauernd gegen die Hartlötfläche 5 des Werkstücks 1 gepreßt wird, wird das Wabenelement 2 dementsprechend in engem Kontakt mit der gesamten Hartlötfläche 5 des Werkstücks 1 gehalten, so daß man eine gute Hartlötqualität erzielen kann.
Ferner kann die Ausgestaltung im Vergleich zum oben erläuterten Stand der Technik die folgenden Wirkungen erzielen:
1) Das Wabenelement 2 muß nicht mehr vorübergehend durch Punktschweißen an das Werkstück 1 geheftet werden. Dementsprechend kommt es weder zu Funkenlöchern, die auftreten würden, wenn die Punktschweißleistung zu hoch wäre, noch zu einem Ablösen des Wabenelements 2, das auftreten würde, wenn die Punktschweißleistung zu niedrig wäre.
2) Es besteht keine Notwendigkeit, die Zusatzwerkstoffplatte auf das Wabenelement 2 aufzubetten. 3) Durch die Wirkung von 1) und 2) oben können die Arbeitsschritte vor dem Hartlöten im Ofen merklich reduziert werden und die Qualität des Hartlötens trotzdem noch stabilisiert werden. Dementsprechend ist keine Nacharbeit erforderlich, was zu einer wesentlichen Verringerung der Anzahl von Arbeitsschritten führt.

Claims

1. Verfahren zum Hartlöten eines Wabenelements (2) für Luftabschluß auf eine Hartlötfläche (5) am vorderen Ende der feststehenden Schaufel eines Axialverdichters, das die folgenden Schritte umfaßt: Anordnen einer Hartlötplatte (6) zwischen dem Wabenelement (2) und der Hartlötfläche (5), Einzwängen des Wabenelements (2) in der Richtung der Dichtungsbreite (W), so daß die Richtung der Dichtungsbreite des Wabenelements der Richtung der Dichtungsbreite der Hartlötfläche entspricht, wobei die Konfiguration des Wabenelements (2) gleichzeitig auf derselben Krümmung gehalten wird wie der der Hartlötfläche (5), und Erhitzen der vorgenannten Gruppe, um das Wabenelement (2) und die Hartlötfläche (5) zusammen zu löten.

2. Vorrichtung zur Verwendung beim Hartlöten eines Wabenelements (2) in dem Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt: ein Einzwängteil (7-2) zum Einzwängen des Wabenelements (2) in der Richtung der Dichtungsbreite und ein Druckteil (7-1) zum Stützen des Wabenelements (2), so daß die Konfiguration des Wabenelements auf derselben Krümmung wie der der Hartlötfläche gehalten wird, wobei auf das genannte Einzwängteil und das genannte Stützteil ein Antihartlötmittel aufgetragen ist.