FR2916667A1

FR2916667A1 - Vane or blade manufacturing method for reaction turbine, involves assembling two sheets of different thicknesses to form assembly, shaping assembly of two sheets, and removing material from assembly of sheets by machining

Info

Publication number: FR2916667A1
Application number: FR0703920A
Authority: FR
Inventors: Georges Rossi; Louis Mathieu; Jean-Pierre Vialle; Jean-Luc Cluysen; Augusto Cesar Ferreira
Original assignee: Alstom Power Hydraulique SA
Current assignee: GE Renewable Technologies SAS
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2008-12-05
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: FR2916667B1

Abstract

The method involves assembling iron sheets (11, 12) e.g. metal plates, of different thicknesses (e11, e12) to form an assembly, and shaping the assembly of the sheets, where the sheet are made of iron e.g. stainless steel. Material is removed from the assembly by machining. A blank of a vane or blade is cut in the assembly of sheets before shaping the assembly. The assembling of the sheets is carried out by soldering the sheets to an iron sheet (13) by providing hollow volume.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE AUBE OU D'UNE PALE DE MACHINE HYDRAULIQUE,METHOD FOR MANUFACTURING A BLADE OR BLADE OF A HYDRAULIC MACHINE,

AUBE OU PALE OBTENUE PAR CE PROCEDE L'invention a trait à un procédé de fabrication d'une aube ou d'une pale de machine hydraulique. Elle concerne plus particulièrement la fabrication d'une aube de roue de turbine Francis ou de turbine-pompe, ou d'une pale de turbine dite Kaplan ou d'une turbine de type bulbe . Au sens de la présente invention, une machine hydraulique est une machine qui interagit avec un écoulement d'eau pour convertir de l'énergie. Il peut s'agir d'une turbine, d'une pompe ou d'une turbine-pompe. Il est connu de fabriquer les aubes d'une turbine Francis par moulage de métal. Une telle opération est complexe et requiert une main d'oeuvre très compétente compte tenu de la taille des pièces à mouler. Or, les fonderies susceptibles de réaliser des pièces de grandes dimensions sont peu nombreuses et ont une surcharge de travail importante, ce qui induit des problèmes de délai et de qualité de fabrication et, par voie de conséquence, l'augmentation des prix de revient des roues de turbine. Pour pallier cet inconvénient, il est connu, par exemple de FR-A-2 052 248, de former des aubes creuses pour une roue de turbine Francis. Le profil de ces aubes ne peut pas être réalisé de façon précise et leur mode de fabrication n'est pas compatible avec une finition usinée employant un logiciel d'usinage de Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Une autre solution pourrait consister à usiner une aube dans une tôle métallique épaisse conformée par matriçage. Ceci revient à perdre en copeaux une proportion importante de la matière constitutive de la tôle, jusqu'à plus de 50%, ce qui ne peut pas être mis en oeuvre industriellement pour des aubes de grandes dimensions, sauf à induire des coûts de fabrication exorbitants. The invention relates to a method for manufacturing a blade or blade of a hydraulic machine. It relates more particularly to the manufacture of a Francis turbine wheel vane or turbine-pump, or a so-called Kaplan turbine blade or a bulb type turbine. For the purposes of the present invention, a hydraulic machine is a machine that interacts with a water flow to convert energy. It can be a turbine, a pump or a turbine pump. It is known to manufacture the blades of a Francis turbine by metal molding. Such an operation is complex and requires a very competent workforce given the size of the parts to be molded. However, foundries capable of producing large parts are few and have a heavy workload, which causes problems of time and quality of manufacture and, consequently, the increase in the cost of turbine wheels. To overcome this drawback, it is known, for example from FR-A-2 052 248, to form hollow vanes for a Francis turbine wheel. The profile of these vanes can not be accurately produced and their method of manufacture is not compatible with a machined finish employing computer-aided design (CAD) machining software. Another solution could consist in machining a blade in a thick metal sheet shaped by stamping. This amounts to chipping a large proportion of the material constituting the sheet, up to more than 50%, which can not be used industrially for large blades, except to induce exorbitant manufacturing costs. .

Des problèmes analogues se posent pour la fabrication d'aubes de turbines autres que les turbines Francis et pour la fabrication de pales, notamment pour des turbines Kaplan ou de type bulbe . Similar problems arise for the manufacture of turbine blades other than Francis turbines and for the manufacture of blades, especially for Kaplan turbines or bulb type.

C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouveau procédé de fabrication qui permet de réaliser des aubes ou des pales de dimensions relativement importantes, sans gaspillage important de matière et sans avoir recours à un procédé de moulage de l'ensemble de l'aube ou de la pale. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une aube ou d'une pale de machine hydraulique qui comprend des étapes successives dans lesquelles : a) û on assemble par soudage au moins deux tôles d'épaisseurs 10 différentes ; c) û on met en forme l'assemblage des tôle réalisé à l'étape a) ; et d) û on enlève de la matière par usinage de l'assemblage de tôles. 15 Au sens de l'invention, une tôle est une plaque de métal obtenue par laminage, dont les grandes surfaces latérales sont réglées et, le plus souvent, planes. En pratique, une tôle est d'épaisseur constante. Le fait d'utiliser des tôles d'épaisseurs différentes pour constituer l'assemblage réalisé à l'étape a) induit que, lors de l'étape d), la quantité de matière à 20 enlever par usinage peut être minimisée, dans la mesure où les différentes épaisseurs de tôle peuvent être choisies en fonction de l'épaisseur finale de l'aube ou de la pale dans la zone constituée par chaque tôle. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel procédé peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques 25 suivantes : - Il est prévu une étape b), préalable aux étapes c), d) dans laquelle on découpe une ébauche de l'aube ou de la pale dans les tôles. Cette étape de découpe permet de limiter la quantité de matière enlevée par usinage lors de l'étape d). 30 - L'étape b) peut suivre l'étape a) et la découpe de l'ébauche a lieu, de façon unitaire, dans l'assemblage des tôles. En variante, l'étape b) précède l'étape a) et la découpe de l'ébauche a lieu par parties, dans les tôles, celles-ci étant ensuite assemblées lors de l'étape a) en constituant l'ébauche. - Il est prévu une étape e) postérieure à l'étape a) dans laquelle on ajoute à l'assemblage de tôles une tôle complémentaire, en ménageant un volume creux entre cette tôle complémentaire et une partie de l'assemblage réalisée à l'étape a). - En variante, lors de l'étape a), deux tôles peuvent être soudées aux autres en ménageant entre elles un volume creux. - Il est prévu une étape f) postérieure aux étapes a) et b) dans laquelle on dispose sur l'assemblage de tôles formé à l'étape a) au moins une bande de rechargement qui augmente localement l'épaisseur de l'assemblage. - Lors de l'étape a), la ou les tôles les plus épaisses est ou sont disposée(s) du côté de l'assemblage destiné à former le bord d'attaque de l'aube. L'invention concerne également une aube ou une pale de machine hydraulique fabriquée selon un procédé tel que mentionné ci-dessus à partir de tôles en acier. L'acier utilisé peut être un acier à base de carbone, ou acier doux, ou un acier inox, fortement ou faiblement allié. It is these drawbacks that the invention intends to remedy more particularly by proposing a new manufacturing process which makes it possible to produce blades or blades of relatively large dimensions without significant waste of material and without resorting to a molding process. of the whole of the dawn or the blade. To this end, the invention relates to a method for manufacturing a blade or blade of a hydraulic machine which comprises successive steps in which: a) two sheets of different thicknesses are assembled by welding; c) the assembly of the sheet made in step a) is shaped; and d) removing material by machining the sheet assembly. Within the meaning of the invention, a metal sheet is a metal plate obtained by rolling, whose large lateral surfaces are regulated and, most often, flat. In practice, a sheet is of constant thickness. The fact of using sheets of different thicknesses to constitute the assembly made in step a) implies that, during step d), the amount of material to be removed by machining can be minimized, insofar as where the different sheet thicknesses can be chosen according to the final thickness of the blade or blade in the area formed by each sheet. According to advantageous but non-obligatory aspects of the invention, such a method may comprise one or more of the following characteristics: a step b), prior to steps c), d), in which a blank of the blank is cut out; dawn or blade in the sheets. This cutting step limits the amount of material removed by machining during step d). Step b) can follow step a) and cutting of the blank takes place, unitarily, in the sheet assembly. Alternatively, step b) precedes step a) and cutting of the blank takes place in parts, in the sheets, which are then assembled during step a) by forming the blank. - There is provided a step e) subsequent to step a) in which is added to the sheet assembly a complementary sheet, by providing a hollow space between the complementary sheet and a portion of the assembly made in step at). - Alternatively, during step a), two sheets can be welded to others by providing between them a hollow volume. - There is provided a step f) subsequent to steps a) and b) wherein is disposed on the sheet assembly formed in step a) at least one reloading strip which locally increases the thickness of the assembly. - In step a), the thickest plate or plates is or are arranged (s) on the side of the assembly for forming the leading edge of the blade. The invention also relates to a blade or blade of hydraulic machine manufactured according to a method as mentioned above from steel sheets. The steel used can be a carbon-based steel, or mild steel, or a stainless steel, high or low alloyed.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de six modes de réalisation d'un procédé conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une aube de turbine Francis lors d'une première étape de fabrication ; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 lors d'une deuxième étape de fabrication ; - la figure 3 est une section selon la ligne III-III à la figure 2, lors d'une troisième étape de fabrication ; - la figure 4 est une section analogue à la figure 3 au terme du procédé de fabrication ; -la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 pour un procédé conforme à un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une section analogue à la figure 3 pour un procédé conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 7 est une section analogue à la figure 6 lors d'une étape ultérieure de ce procédé ; - la figure 8 est une section analogue à la figure 7 pour un procédé conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 9 est une section analogue à la figure 3 pour un procédé conforme à un cinquième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 10 est une section analogue à la figure 3 pour un procédé conforme à un sixième mode de réalisation de l'invention. Aux figures 1 à 4 sont représentées quatre étapes de fabrication d'une aube 1 de turbine Francis. Cette aube est réalisée par l'assemblage de trois tôles 11, 12 et 13 dont on note respectivement e11, e12 et e13 les épaisseurs respectives. L'épaisseur e11 a une valeur supérieure à celle de l'épaisseur e12 qui a elle-même une valeur supérieure à celle de l'épaisseur e13. On note respectivement 11A, 11B, 12A, 12B, 13A et 13B les grandes faces latérales des tôles 11, 12 et 13. Les faces 11A et 11B sont planes et parallèles. De même en est-il pour les faces 12A et 12B, d'une part, 13A et 13B, d'autre part. Ces faces sont planes. Lors de l'étape du procédé représenté à la figure 1, les tôles 11, 12 et 13 sont soudées ensemble, ce que représentent les zones de soudure 15 à la jonction entre les tôles 11 et 12. La tôle 13 est déplacée dans le sens de la flèche F1 jusqu'à venir en appui contre la tranche 121 de la tôle 12, à laquelle elle est alors soudée, ce que représentent les zones de soudure 15' à la figure 2. Les zones de soudure 15 et 15' visibles sur les figures 1 à 4 sont représentés à titre illustratif. En pratique, la soudure entre les tôles 11, 12 et 13 peut avoir lieu à coeur ou avec pénétration partielle. Après soudage des tôles 11, 12 et 13 ensemble, on obtient donc un assemblage A de trois tôles, cet assemblage A pouvant être manipulé de façon unitaire et ayant une épaisseur décroissante, de la valeur eu sur la droite de la figure 2 à la valeur e13 sur la gauche de cette figure. On procède alors au découpage d'une ébauche E globalement à la forme de l'aube 1. En pratique, l'ébauche E peut être découpée par oxycoupage, par torche à plasma, par découpe laser ou au jet d'eau. D'autres techniques peuvent être utilisées à cette fin. Si aucune découpe de l'assemblage A est nécessaire, cet assemblage constitue l'ébauche E dès la fin du soudage des tôles. Selon une variante de l'invention, l'ébauche E peut être réalisée par parties dans les tôles 11, 12 et 13 avant que celles-ci soient soudées ensemble pour constituer l'assemblage A. Une fois l'ébauche E constituée, l'assemblage A est soumis à un effort de mise en forme ou effort de formage, ce que représentent les flèches F2 et F3 à la figure 3, ceci afin de conformer l'assemblage A en fonction de la géométrie recherchée pour l'aube 1, notamment sa courbure. Après application de l'effort de formage F2 + F3, les faces 11A, 11B, 12A, 12B, 13A et 13B ne sont plus planes, comme le montre la figure 3. Postérieurement à cette mise en forme, on usine l'assemblage A à la forme souhaitée pour l'aube 1, ce que représente la différence entre la zone en traits pleins et la trace en traits pointillés de l'assemblage A à la figure 4. Cet usinage est réalisé par une machine à commande numérique qui est avantageusement pilotée en fonction de la géométrie définie pour l'aube 1 à partir d'un logiciel de CAO. La quantité de matière à enlever par usinage, pour passer de la configuration de la figure 3 à celle de la figure 4, est relativement minime compte tenu du fait que les épaisseurs e11, e12, e13 des tôles 11, 12 et 13 peuvent être choisies en fonction de la forme recherchée pour l'aube 1 au terme de sa fabrication. En d'autres termes, la matière à retirer par usinage pour passer de la configuration de la figure 3 à celle de la figure 4 est relativement peu volumineuse, notamment par rapport au cas où l'assemblage A aurait eu une épaisseur constante sur sa longueur, c'est-à-dire parallèlement à son axe longitudinal XA. The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the following description of six embodiments of a method according to its principle, given solely by way of example and made with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a perspective view of a Francis turbine blade during a first manufacturing step; - Figure 2 is a view similar to Figure 1 in a second manufacturing step; - Figure 3 is a section along the line III-III in Figure 2, during a third manufacturing step; - Figure 4 is a section similar to Figure 3 at the end of the manufacturing process; FIG. 5 is a view similar to FIG. 2 for a method according to a second embodiment of the invention; FIG. 6 is a section similar to FIG. 3 for a method according to a third embodiment of the invention; - Figure 7 is a section similar to Figure 6 in a subsequent step of this method; FIG. 8 is a section similar to FIG. 7 for a method according to a fourth embodiment of the invention; FIG. 9 is a section similar to FIG. 3 for a method according to a fifth embodiment of the invention; and FIG. 10 is a section similar to FIG. 3 for a method according to a sixth embodiment of the invention. In Figures 1 to 4 are shown four steps of manufacturing a Francis turbine blade 1. This blade is made by assembling three sheets 11, 12 and 13, the respective thicknesses e11, e12 and e13 respectively. The thickness e11 has a value greater than that of the thickness e12 which itself has a value greater than that of the thickness e13. 11A, 11B, 12A, 12B, 13A and 13B denote respectively the large lateral faces of the plates 11, 12 and 13. The faces 11A and 11B are plane and parallel. The same is true for the faces 12A and 12B, on the one hand, 13A and 13B, on the other hand. These faces are flat. During the step of the process shown in FIG. 1, the plates 11, 12 and 13 are welded together, which represent the welding zones 15 at the junction between the plates 11 and 12. The plate 13 is moved in the direction of the arrow F1 to abut against the edge 121 of the sheet 12, to which it is then welded, which represent the welding zones 15 'in Figure 2. The welding zones 15 and 15' visible on Figures 1 to 4 are shown for illustrative purposes. In practice, the welding between the plates 11, 12 and 13 can take place at heart or with partial penetration. After welding the sheets 11, 12 and 13 together, an assembly A of three sheets is obtained, this assembly A being able to be handled in a unitary manner and having a decreasing thickness, from the value on the right of FIG. 2 to the value e13 on the left of this figure. A blank E is then generally cut to the shape of the blade 1. In practice, the blank E may be cut by oxycutting, by plasma torch, by laser cutting or by water jet. Other techniques can be used for this purpose. If no cutting of the assembly A is necessary, this assembly constitutes the blank E as soon as the welding of the sheets is complete. According to a variant of the invention, the blank E may be made in parts in the plates 11, 12 and 13 before they are welded together to form the assembly A. Once the blank E is formed, the assembly A is subjected to a shaping effort or forming force, which represent the arrows F2 and F3 in FIG. 3, in order to shape the assembly A as a function of the desired geometry for the blade 1, in particular its curvature. After applying the forming force F2 + F3, the faces 11A, 11B, 12A, 12B, 13A and 13B are no longer planar, as shown in FIG. 3. After this shaping, the assembly A is machined. to the desired shape for the blade 1, which represents the difference between the solid line zone and the dotted line trace of the assembly A in FIG. 4. This machining is performed by a numerically controlled machine which is advantageously driven according to the geometry defined for dawn 1 from a CAD software. The amount of material to be removed by machining, to go from the configuration of FIG. 3 to that of FIG. 4, is relatively small considering the fact that the thicknesses e11, e12, e13 of the sheets 11, 12 and 13 can be chosen. depending on the shape sought for dawn 1 at the end of its manufacture. In other words, the material to be removed by machining to move from the configuration of Figure 3 to that of Figure 4 is relatively small, especially compared to the case where the assembly A would have a constant thickness over its length , that is to say parallel to its longitudinal axis XA.

Selon une variante de l'invention, l'étape de mise en forme de l'assemblage A peut suivre l'étape d'enlèvement de matière par usinage. En d'autres termes, l'ordre des étapes c) et d) mentionnées ci-dessus peut être inversé. According to a variant of the invention, the step of shaping the assembly A can follow the step of removing material by machining. In other words, the order of steps c) and d) mentioned above can be reversed.

Sur les figures 1 à 4, l'assemblage A est symétrique par rapport à son axe longitudinal X,a. Ceci n'est pas obligatoire et, en fonction de la géométrie de l'aube 1 à fabriquer, cet assemblage peut être dissymétrique. Dans les deuxième à sixième modes de réalisation représentés aux figures 5 à 8, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des références identiques. Dans le deuxième mode de réalisation, un assemblage A est réalisé par soudage de trois tôles 11, 12 et 13 d'épaisseurs e11, e12 et e13 décroissantes. En tenant compte d'une surépaisseur localisée de l'aube à réaliser, dans une zone Z1 prédéterminée, deux bandes de rechargement 16 sont rapportées sur les grandes faces latérales 11A et 11B de la tôle 11, ce qui permet d'obtenir une épaisseur relativement importante ezi de l'assemblage A dans la zone Z1, sans que l'épaisseur e11 ne soit trop importante. Ceci permet d'optimiser encore la quantité de métal à retirer par usinage après la mise en forme de l'assemblage A, selon une approche analogue à celle représentée aux figures 3 et 4 pour le premier mode de réalisation. Dans l'exemple représenté, les bandes de rechargement sont formées par deux plaques 16 soudées sur les faces 11A et 11B. Ces bandes de rechargement peuvent également être formées d'une couche de métal déposée par soudage. In Figures 1 to 4, the assembly A is symmetrical about its longitudinal axis X, a. This is not mandatory and, depending on the geometry of the blade 1 to be manufactured, this assembly can be asymmetrical. In the second to sixth embodiments shown in FIGS. 5 to 8, elements similar to those of the first embodiment bear identical references. In the second embodiment, an assembly A is made by welding three sheets 11, 12 and 13 of thicknesses e11, e12 and e13 decreasing. Taking into account a localized excess thickness of the blade to be produced, in a predetermined zone Z1, two reload strips 16 are attached to the large lateral faces 11A and 11B of the plate 11, which makes it possible to obtain a relatively important ezi assembly A in the zone Z1, without the thickness e11 is too important. This further optimizes the amount of metal to be removed by machining after forming the assembly A, according to an approach similar to that shown in Figures 3 and 4 for the first embodiment. In the example shown, the reloading strips are formed by two plates 16 welded to the faces 11A and 11B. These reloading strips may also be formed of a layer of metal deposited by welding.

Dans les deux modes de réalisation décrits ci-dessus la tôle la plus épaisse 11 est disposée du côté de l'assemblage A destiné à former le bord d'attaque 1A de l'aube 1. En fait, l'épaisseur des tôles 11 à 13 est décroissante de la zone destinée à constituer le bord d'attaque 1A vers la zone destinée à constituer le bord de fuite 1B de l'aube. In the two embodiments described above the thicker plate 11 is disposed on the side of the assembly A intended to form the leading edge 1A of the blade 1. In fact, the thickness of the plates 11 to 13 is decreasing from the area intended to constitute the leading edge 1A to the area intended to constitute the trailing edge 1B of the blade.

Dans le troisième mode de réalisation représenté aux figures 6 et 7, trois tôles 11, 12 et 13 sont assemblées, la tôle 12 ayant une épaisseur e12 supérieure aux épaisseurs e12 et e13 des tôles 11 et 12. Une fois l'assemblage A mis en forme par un effort de formage représenté par les flèches F2 et F3 à la figure 6, une tôle complémentaire 18 est rapportée sur l'assemblage A en y étant soudée, tout en ménageant un volume creux V1, comme représenté à la figure 7. Ensuite, on usine l'assemblage A pour obtenir la forme définitive de 5 l'aube 1, selon une approche analogue à celle mentionnée en référence à la figure 4. Comme représenté à la figure 8, deux tôles 11 et 12, d'épaisseurs e11 et e12 différentes, peuvent être assemblées pour former un assemblage A, alors qu'une tôle complémentaire 18 est rapportée sur la seule tôle 11 en 10 ménageant un volume creux V1. Comme représenté à la figure 9, quatre tôles peuvent être utilisées, à savoir une tôle 11 destinée à constituer le bord d'attaque de l'aube, une tôle 13 destinée à constituer la partie arrière et le bord de fuite de l'aube et deux tôles 12 et 12' soudées sur les tôles 11 et 12 et définissant entre elles un 15 volume creux V1. Les tôles 11, 12, 12' et 13 ont des épaisseurs e11, e12, e12, et e13 qui sont différentes les unes des autres, les épaisseurs e12 et e12, pouvant ou non être égales. Comme représenté à la figure 10, deux tôles 11 et 13 d'épaisseurs 20 e11 et e12 relativement importantes peuvent être utilisées pour former la partie centrale et la partie arrière d'une aube, alors que deux tôles 12 et 12' d'épaisseurs e12 et e12 moins importantes sont réunies ensemble pour former la partie avant de l'aube. Un renfort 19 peut être logé dans un volume creux V1 défini entre les tôles 13 et 13'. 25 Dans les modes de réalisation des figures 6 à 8, les tôles 11, 12 et 13 sont planes avant leur mise en forme par les efforts F2 et F3, alors que la tôle 18 peut avoir été conformée à part, par une opération de matriçage. Dans les procédés représentés aux figures 9 à 10, certaines des tôles, à savoir les tôles 12 et 12', sont conformées en étant gauches avant réalisation de 30 l'assemblage A, en fonction de la géométrie recherchée pour l'aube 1. Dans les exemples représentés, les tôles 11 à 13 utilisées sont planes avant leur formage par l'effort F2 et F3. Toutefois, ces tôles peuvent également avoir des surfaces réglées non planes avant formage, de telle sorte qu'elles peuvent être mise en forme relativement facilement. En variante, en plus des tôles utilisées pour former l'assemblage A, des blocs ou bandes de métal obtenus par moulage ou forgeage peuvent être utilisés pour compléter cet assemblage, auquel cas ces blocs ou bandes peuvent avoir des surfaces latérales non réglées avant l'opération de formage. Tel est le cas dans le mode de réalisation de la figure 9 où la tôle 11 peut être remplacée par un barreau forgé. Dans ce cas, on forme un assemblage A conformément à l'invention en soudant ensemble les tôles 12 et 13, puis on le complète avec le barreau forgé, avant de mettre en forme l'assemblage équipé du barreau. comme mentionné ci-dessus. Dans tous les cas, après l'opération de mise en forme par l'effort représenté par les flèches F2 et F3, les surfaces latérales des tôles peuvent avoir toute forme adaptée à la géométrie recherchée pour l'aube 1. Selon une variante applicable à tous les procédés de l'invention, une étape d'usinage des tôles 11, 12, 12' et 13' préalable à la formation de l'assemblage A peut être prévue, en tenant compte de la géométrie recherchée pour l'aube à réaliser. Quel que soit le mode de réalisation, l'effort de formage F2 + F3 est, de préférence, appliqué sur l'assemblage A par emboutissage ou matriçage. In the third embodiment shown in FIGS. 6 and 7, three sheets 11, 12 and 13 are assembled, the sheet 12 having a thickness e12 greater than the thicknesses e12 and e13 of the sheets 11 and 12. Once the assembly has set formed by a forming force represented by the arrows F2 and F3 in FIG. 6, a complementary plate 18 is attached to the assembly A while being welded to it, while providing a hollow volume V1, as shown in FIG. the assembly A is machined to obtain the final shape of the blade 1, according to an approach similar to that mentioned with reference to FIG. 4. As shown in FIG. 8, two sheets 11 and 12 of thickness e11 and e12 different, can be assembled to form an assembly A, while a complementary plate 18 is attached to the single sheet 11 by providing a hollow volume V1. As shown in FIG. 9, four sheets can be used, namely a sheet 11 intended to constitute the leading edge of the blade, a sheet 13 intended to form the rear part and the trailing edge of the blade and two sheets 12 and 12 'welded to the plates 11 and 12 and defining between them a hollow volume V1. The sheets 11, 12, 12 'and 13 have thicknesses e11, e12, e12, and e13 which are different from each other, the thicknesses e12 and e12, which may or may not be equal. As shown in FIG. 10, two sheets 11 and 13 of relatively large thicknesses e11 and e12 can be used to form the central part and the rear part of a blade, while two sheets 12 and 12 'of thicknesses e12 and e12 less important are joined together to form the front part of the dawn. A reinforcement 19 can be housed in a hollow volume V1 defined between the sheets 13 and 13 '. In the embodiments of FIGS. 6 to 8, the plates 11, 12 and 13 are planar before being shaped by the forces F2 and F3, whereas the plate 18 may have been shaped separately by a stamping operation. . In the processes shown in FIGS. 9 to 10, some of the sheets, namely the sheets 12 and 12 ', are formed as left-handed before making the assembly A, depending on the desired geometry for the blade 1. In the examples shown, the plates 11 to 13 used are plane before they are formed by the force F2 and F3. However, these sheets can also have non-planar shaped surfaces before forming, so that they can be shaped relatively easily. Alternatively, in addition to the sheets used to form the assembly A, blocks or strips of metal obtained by molding or forging may be used to complete this assembly, in which case these blocks or strips may have unsettled side surfaces before the assembly. forming operation. This is the case in the embodiment of Figure 9 where the plate 11 can be replaced by a forged bar. In this case, an assembly A is formed in accordance with the invention by welding together the plates 12 and 13, then it is completed with the forged bar before forming the assembly equipped with the bar. as mentioned above. In all cases, after the shaping operation by the force represented by the arrows F2 and F3, the lateral surfaces of the sheets may have any shape adapted to the desired geometry for the blade 1. According to a variant applicable to all the methods of the invention, a step of machining the sheets 11, 12, 12 'and 13' prior to the formation of the assembly A can be provided, taking into account the desired geometry for the dawn to be achieved . Whatever the embodiment, the forming force F2 + F3 is preferably applied to the assembly A by stamping or stamping.

Les tôles 11, 12, 12', 13 et 18 sont réalisées en acier, de préférence en acier inoxydable. L'acier inoxydable peut être faiblement allié par exemple de type S420 NL selon la norme NF EN 10 113. II peut également être fortement allié, par exemple de type X3 CrNiMo 13-4 selon la norme EN 10 088-2. En variante, certaines de ces tôles, voire toutes ces tôles, peuvent être en acier doux, c'est-à-dire en acier à base de carbone, par exemple de type S275JO selon la norme NF EN 10 025. L'invention a été représentée dans le cas de la fabrication d'une aube de roue de turbine Francis. Elle est toutefois applicable à la fabrication d'aubes d'autres roues de turbine, notamment d'aubes de turbine-pompe. The sheets 11, 12, 12 ', 13 and 18 are made of steel, preferably stainless steel. The stainless steel may be of low alloy, for example of the S420 NL type according to the NF EN 10 113. It may also be strongly alloyed, for example of the X3 CrNiMo 13-4 type according to the standard EN 10 088-2. As a variant, some of these sheets, or even all these sheets, may be made of mild steel, that is to say of carbon-based steel, for example of the S275JO type according to the NF EN 10 025 standard. has been shown in the case of manufacturing a Francis turbine wheel vane. However, it is applicable to the manufacture of blades of other turbine wheels, in particular turbine-pump blades.

L'invention peut également être appliquée à la fabrication de pales de turbines dites Kaplan ou de turbine de type bulbe . Les caractéristiques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés dans la description peuvent être combinées entre elles, selon toute combinaison techniquement admissible, dans le cadre de la présente invention. The invention can also be applied to the manufacture of so-called Kaplan turbine blades or bulb type turbine. The characteristics of the different embodiments and variants mentioned in the description may be combined with each other, according to any technically permissible combination, in the context of the present invention.

Claims

1. A method of manufacturing a blade (1) or a blade of a hydraulic machine, characterized in that it comprises successive steps in which: a) two sheets (11, 12) are welded together; 12 ', 13) of different thicknesses (e11, e12, e12', e13) c) the (A) sheet metal (11, 12, 12 ', 13) is shaped (F2, F3) performed in step a) and 10 d) material is removed by machining the sheet assembly (A).

2. Method according to claim 1, characterized in that it comprises a step b) prior to steps c) and d) wherein: b) - is cut a blank (E) of the blade (1) or the blade 15 in the sheets (11, 12, 13).

3. Method according to claim 2, characterized in that step b) follows step a) and the cutting of the blank (E) takes place unitarily in the sheet assembly (A).

4. Method according to claim 2, characterized in that step b) precedes step a) and cutting of the blank takes place in parts, in the sheets (11, 12, 13), these being then assembled during step a) by forming the blank (E).

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step e) subsequent to step a) wherein: e) - is added to the assembly of sheets (A) formed during step a) a complementary plate (18), by providing a hollow volume (V1) between this complementary plate and a portion (11, 12) of this assembly.

6. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that during step a) two sheets (12, 12 ') are welded to the other sheets (11, 13) by providing between them a hollow volume (V1).

7. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a step f) subsequent to steps a) and b) in which: f) -is on the assembly of sheets formed in the step a) at least one reloading strip (16) which locally increases the thickness (ezi) of the assembly (A).

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in step a), the thickest plate or plates (11) is or are arranged on the side of the assembly (A) intended to form the leading edge (1A) of dawn.

9. blade (1) or blade of hydraulic machine, characterized in that it is manufactured according to a method according to one of the preceding claims and in that the sheets (11, 12, 12 ', 13, 18) are in steel.