JP2003533354A - ニッケル又はコバルトを主成分とする超合金物品を溶接する方法 - Google Patents

ニッケル又はコバルトを主成分とする超合金物品を溶接する方法

Info

Publication number
JP2003533354A
JP2003533354A JP2001583972A JP2001583972A JP2003533354A JP 2003533354 A JP2003533354 A JP 2003533354A JP 2001583972 A JP2001583972 A JP 2001583972A JP 2001583972 A JP2001583972 A JP 2001583972A JP 2003533354 A JP2003533354 A JP 2003533354A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
superalloy
welding
article
superalloy article
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001583972A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4969756B2 (ja
Inventor
フォスター，マイケル
アップデグローヴ，ケヴィン
Original Assignee
クロマロイ ガス タービン コーポレーション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=24101165&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2003533354(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by クロマロイ ガス タービン コーポレーション filed Critical クロマロイ ガス タービン コーポレーション
Publication of JP2003533354A publication Critical patent/JP2003533354A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4969756B2 publication Critical patent/JP4969756B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3033—Ni as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3046—Co as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B23K2103/26—Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3033—Ni as the principal constituent
    • B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 ニッケル及び／又はコバルトを主成分とした超合金物品を溶接する方法が提供される。この方法は、溶接領域全体を最大延性温度範囲まで予熱し、溶接中及び溶接部を固化する間、その温度を維持し、その超合金の応力除去のために温度を上昇させ、その後、ガンマ・プライム析出を最小限に抑えるのに効果的な速度で冷却することにより、割れを最小化するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、溶接するのが困難である超合金物品を溶接するための方法に関する
。
【０００２】
【従来の技術及び解決しようとする課題】
ジェットエンジンのコンポーネントが開発されるにつれて、エンジン内のこれ
らのコンポーネントに付加される高温度の要求により、ますますより高い温度に
耐える改良された能力についての継続的な要求がある。今日の高圧タービンブレ
ード及びベーンは、極端に不利な高温（例えば、１０９３℃（２０００°Ｆ）以
上）にさらされる。これらのジェットエンジンの部品は、当該コンポーネントを
製作中、又はエンジンの稼動を検分した後、溶接方法を必要とするかもしれない
し、摩耗及び割れの結果として、修理を必要とするかもしれない。
【０００３】 これら高温が要求される結果として、これらのコンポーネントは多くの場合、
ガンマ・プライム相（ｇａｍｍａ−ｐｒｉｍｅ ｐｈａｓｅ：ガンマ一次相）を
含む超合金から製作される。Ｒ’８０のようなガンマ・プライム析出硬化合金に
伴う１つの特別な問題は、割れ及び高い生産不合格に遭遇することなく、これら
の合金をこれらの合金と類似の合金に溶接又は被覆（ｃｌａｄ）させることが不
可能であるということである。
【０００４】 溶接に伴う温度及び応力のため、これらの合金は、収縮、応力割れ、及び同様
なものに遭遇する。これらの特別な超合金を溶接する困難さのため、類似、又は
母材金属合金に割れが生じることなしに、ガンマ・プライム析出硬化合金が安定
して溶接され得るような方法が必要である。米国特許第５，１０６，０１０号及
び５，３７４，３１９号は、溶接領域及びその溶接領域に隣接する領域を延性温
度（ｄｕｃｔｉｌｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）まで予熱し、溶接及び固化の間
その温度に維持するような方法を開示している。米国特許第５，５５４，８３７
号は、溶接されたコンポーネントの処理量を増加させながら、相互レーザー溶接
方法を実施し再生可能性を最大化し、不合格品を最小化することを開示する。
【０００５】 これらの方法が、多くの合金の割れを最小化するにもかかわらず、依然当該方
法における改善の必要性がある。
【０００６】
【発明の概要】
簡単にいえば、本発明は、ニッケル及び／又はコバルトを主成分とした超合金
物品を溶接する方法であって、超合金物品の溶接領域全体及び溶接領域に隣接す
る領域を最大延性温度範囲まで予熱し、溶接中及び溶接部の固化する間、その温
度を維持するステップと、溶接された物品の温度を応力除去温度まで上昇させる
ステップとを具備する方法であり、その後、好ましくは、少なくとも毎分１００
°Ｆの速度で溶接された物品をガンマ・プライム析出硬化温度範囲以下まで冷却
し、ガンマ・プライム析出を最小化する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、超合金物品、特に、ブレード、ベーン、及びロータを含むガスター
ビンエンジンのコンポーネントを溶接する方法を提供する。これらの超合金は、
ニッケル及び／又はコバルトを主成分とした超合金であり、従来技術の方法では
溶接することは困難である。これらの超合金は、ニッケルを主成分としたガンマ
・プライム（ｇａｍｍａ−ｐｒｉｍｅ：ガンマ一次）析出硬化された合金及びカ
ーバイドにより強化されたコバルトを主成分とした合金の、エキオックス（ｅｑ
ｕｉａｘ：等軸結晶）の、指向性を持って固化された、単結晶の合金を含む。一
般的に、ガンマ・プライム析出強化（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ−ｓｔｒｅｎ
ｇｔｈｅｎｅｄ）超合金は、チタン及びアルミニウムを合わせて少なくとも約５
％含有する。適当な超合金は、Ｒ’８０，ＤＳＲ’８０ｈ，Ｒ’１０８，ＩＮ７
３８ＬＣ，Ｒ’１２５Ｈｆ，ＤＳＲ’１４２，Ｒ’Ｎ４，Ｒ’Ｎ５，Ｍａｒ−Ｍ
−２４７ＤＳ，Ｉｎ ７９２Ｈｆ，ＣＭＳＸ−４，及びＩｎ７３８ＬＣを含む。
これらの超合金のうちいくつかの公称組成割合を表１に示す。
【０００８】 指向性固化（以下、「ＤＳ」という）超合金において、微量元素が粒界強化物
（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｒｓ）として付加さ
れる。粒界強化物は、典型的にはカーバイド及びホウ酸化物、多くの場合タング
ステン及びタンタルからなる。典型的な方法を使用して、これらの合金をレーザ
ー溶接するとき、粒界に微少なひび割れ（ｍｉｃｒｏ−ｃｒａｃｋ）が形成され
るという首尾一貫した問題がある。冶金学上の粒界組成は、その余の主成分材料
よりも低い温度で融解するようになっている。その後の粒界の冷却が急速すぎる
ならば、合金は破断する。溶接サンプルの冶金学上の評価は、典型的なＣＯ2レ
ーザ・パラメータを使用して溶接された部分が、その粒界に微少なひび割れを生
じさせることを示した。いくつかのケースでは、微少なひび割れは、小さいまま
である。その他のケースでは、その割れは、裂けて開がり、新たな溶接により完
全に進行する。より大きな割れは、多くの場合個々に修繕されうる。しかし、経
験によれば、特定の部分により多くの溶接が試みられればられる程、追加の割れ
が生じる蓋然性が高くなる。最初のレーザー溶接方法に起因して割れの蓋然性が
高くなり、粒界に微少な割れが生じる。たとえ、最初は割れが増殖しなくとも、
その割れは、次の溶接又は熱処理操作の間に大きくなる非常に高い可能性を伴っ
て最初の位置に存在したままである。
【０００９】 超合金物品（例えば、ベーン又はブレード）は、好ましくは誘導加熱コイルを
使用して、予熱される。この予熱段階の間、その超合金物品の溶接領域全体及び
その溶接領域に隣接する領域は、誘導加熱コイルにより加熱され、最大延性温度
範囲まで加熱される。最大延性温度範囲は、特定の合金が最大延性を有する温度
範囲であり時効温度（ａｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）以上であるが、初
期融解温度（ｉｎｃｉｐｉｅｎｔ ｍｅｌｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）
以下である。最大延性温度範囲は、高温引張試験（ｈｏｔ ｔｅｎｓｉｌｅ ｔ
ｅｓｔ）のデータを評価することにより、夫々の与合金に対して決定され、周囲
の温度における合金の延性よりもその合金の延性が著しく増大する温度範囲であ
る。そのデータは、エヌ．チェコ（Ｎ．Ｃｚｅｃｈ）その他の者によって著され
た論文「ガスタービンブレードの材料Ｉｎ７３８ＬＣ及びＲｅｎｅ８０の溶接可
能性の評価」（１９９７年９月１５乃至１８日に開催された、ガス・タービン・
コンポーネントの接合及び修理に関するマテリアル・ソリューション’９７の議
事録の７乃至１０ページ）に概説されているように、ダイナミック・システム社
によって製作された「グリーブル（Ｇｌｅｅｂｌｅ）」式の試験装置を使用して
測定されてもよい。この方法に対する批判は、当該部分の温度が、溶接方法の間
、この温度範囲に厳密に制御されることである。
【００１０】 図２中、Ｉｎ７３８ＬＣの高温張力データは、当該合金の最大延性温度範囲が
９８０℃〜１０４０℃（１８００°Ｆ〜１９００°Ｆ）であることを示し、図３
中、Ｒｅｎｅ８０の高温張力データは、当該合金の最大延性温度範囲が１０５０
℃〜１１５０℃（１９２５°Ｆ〜２１００°Ｆ）であることを示す。図２及び図
３のデータは、前記エヌ．チェコ（Ｎ．Ｃｚｅｃｈ）その他の者によって著され
た論文から取られている。図２及び図３の高温張力データが示すように、当該合
金の延性は、この最適条件範囲の上下の温度において著しく減少する。最大延性
温度範囲は、一般的に７６０℃〜１１５０℃（１４００°Ｆ〜２１００°Ｆ）の
範囲内で発見されるであろう。
【００１１】 この方法に対する批判は、溶接方法／クラッド法の前・中・後において、温度
を平衡状態に維持しなければならず、溶接箇所／その溶接箇所に隣接する主成分
の金属に亘る温度勾配（ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒａｄｉｅｎｔｓ）がより重大でな
ければ、残留応力及び続いて生じる割れが減少することである。温度勾配の減少
は、熱の影響を受けた領域（ｈｅａｔ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｚｏｎｅ）において
溶接することから温度の衝撃を減少させる。すなわち、この方法は、熱の影響を
受けた領域を融解限度から離れた場所に「移動させる」。溶接領域全体及び隣接
領域は、析出硬化温度以上に予熱されているので、これにより、均一に熱が分配
されて、より弱い熱の影響を受けた領域に通常集中する収縮及びその結果の残留
応力が生じるのを妨げる。溶接領域全体及び隣接領域は、時効による反応の結果
として熱収縮を被り、この時効による反応は、この反応が溶接箇所に集中するだ
けでなく、より大きな領域に分配されることにより生じる残留応力を伴う。
【００１２】 溶接領域全体及び溶接領域に隣接する領域は、誘導加熱により、延性温度（ｄ
ｕｃｔｉｌｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）まで加熱される。溶接領域に隣接する
加熱中の領域は、少なくとも熱の影響を受けた領域を取り囲むのに十分な大きさ
であり、好ましくは、それ以上の大きさである。熱の影響を受けた領域は、融解
していない主成分金属の一部として画成されるが、その機械的特性又は微細構造
は、溶接の熱により変化している（メタル・ハンドブック 第９版 第６巻、エ
ー・エス・エム、１９８３ 参照）。通常、この加熱中の隣接領域は、溶接領域
から、少なくとも０．６４ｃｍ（０．２５インチ）、好ましくは１．２７ｃｍ（
０．５インチ）乃至２．５４ｃｍ（１インチ）離間する。
【００１３】 一旦、当該物品が所望温度に予熱されると、レーザー部及び粉末供給部が溶接
のために使用される。レーザー部からの放射は、そのベース（ｓｕｂｓｔｒａｔ
ｅ）に小さな融解たまり（ｐｏｏｌ）を形成し、粉末供給部からの粉末は、融解
たまり上に分散され、レーザービームにより当該部品に対して溶接（被膜）され
る。固化の過程（ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）は、ビーム
放射及び誘導コイルにより与えられる加熱エネルギー及びビーム及び物品の相対
移動により正確に制御され、加熱及びその結果から生じるひずみ及び応力を制御
し、固化過程中及び過程後において割れが生じない溶接を形成する。操作の間、
物品の溶接領域は、不活発性ガス（例えば、アルゴン又はヘリウム）におおわれ
、加熱及び溶接過程の間、主成分超合金及び金属合金粉末の充填部の酸化を最小
限に抑える。
【００１４】 溶接領域の温度は、フィードバック電圧ループ（ｆｅｅｄｂａｃｋ ｖｏｔａ
ｇｅ ｌｏｏｐ）（下位の計測器）を有する光高温計（ｏｐｔｉｃａｌ ｐｙｒ
ｏｍｅｔｅｒ）を使用して誘導加熱を制御することにより、レーザービームから
熱が加えられるにもかかわらず、当該過程を通して制御される。当該部品は、最
大延性温度範囲内に予熱され、集中した溶接による熱供給にもかかわらず、溶接
及び固化の間、この範囲内に維持される。加えて、下位計測器（フィードバック
・ループ）は、溶接の前の加熱（ｒａｍｐ ｕｐ（ｈｅａｔ ｕｐ））、及び一
旦溶接が完了してからの冷却（ｒａｍｐ ｄｏｗｎ（ｃｏｏｌ ｄｏｗｎ））を
制御する。この予熱過程は、溶接による応力及び割れを減じ、主成分の超合金物
品が、超合金すなわちガンマ・プライム析出硬化された超合金を備える粉末合金
の供給とともにレーザー溶接（被覆）されることを許容する。当該超合金物品の
合金と略同じである粉末合金は、有利に利用されうる。それによる応力及び割れ
の減少は、指向性固化超合金を粒界に沿って割れが生じやすいガンマ・プライム
強化合金に溶接するときに、特に必要となる。
【００１５】 溶接過程が完了した後であるが冷却前に、溶接領域は、完全に応力を取り除く
ことを許容するのに十分高い温度まで加熱される。応力除去温度は、典型的には
、１０４０℃〜１１５０℃（１９００°Ｆ〜２１００°Ｆ）の範囲内にあり、特
定の合金に対して決定される。溶接領域は、溶接による全ての残留応力を消滅さ
せるのに十分な時間の間、当該高温に保持される。
【００１６】 冷却は、割れを生じさせうる制御されていない冷却によって生じた応力を減じ
るべく制御される。高温応力除去が完了した後、溶接領域はガンマ・プライム析
出硬化範囲、典型的には８１５℃〜９００℃（１５００°Ｆ〜１６５０°Ｆ）の
範囲以下の温度まで急速冷却される。この急速冷却は、溶接領域に付加的な応力
を付加するであろう付加的なガンマ・プライム析出を最小化し、及び／又は、防
ぐ。この冷却は、典型的には、少なくとも毎分１００°Ｆ、好ましくは、少なく
とも毎分毎分４６℃（１１６°Ｆ）の速度である。
【００１７】 付加的なガンマ・プライム析出を防ぐ冷却速度は、時間―温度−変態曲線（ｔ
ｉｍｅ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ−ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ
）をプロットすることにより、夫々の種類の合金毎に実験により決定されうる。
夫々のサンプルが溶体化処理された状態にある同一材料の多数のサンプルが要求
される。溶体化処理温度は、典型的には１２０４℃〜１２６０℃（２２００°Ｆ
〜２３００°Ｆ）の範囲にある。サンプルを用意するには、サンプルは、製造業
者によって指定された時間の間、溶解温度に保持される。時間―温度−変態曲線
を作り出すには、夫々のサンプルは、その後、アルゴンの中で、中程度の温度、
典型的には７６０℃〜１０９３℃（１４００°Ｆ〜２０００°Ｆ）に冷却されな
ければならない。サンプルは、室温に冷却される前に、所定時間その温度に保持
される。多数のサンプルは、異なる中間温度を使用して所定時間保持するこの方
法に従って処理され、これにより夫々の合金毎の「地図（ｍａｐ）」を作る。
【００１８】 熱処理を完了した後、夫々のサンプルは、ガンマ・プライムの存在を冶金学的
に評価される。情報は、温度−時間の図（ｐｌｏｔ）に変換され、時間―温度−
変態曲線が当該図上の領域間の境界として描かれ、これによりガンマ・プライム
を示したり示さなかったりする。時間―温度−変態曲線は、夫々の合金毎の臨界
冷却速度を決定するのに使用され、この臨界冷却速度は、合金にガンマ・プライ
ム析出が生じる範囲外に保持し、付加的なガンマ・プライム析出に関連する応力
であって合金内に割れを引き起こしうる応力を防ぐするのに要求される。
【００１９】 図１は、本発明を実施するのに有用なレーザー溶接システムであって、コンポ
ーネントが組み立てられていないシステムを図示しており、当該装置は、粉末供
給部１２を有するレーザー部１１と、誘導加熱コイル１４を有する誘導ヒーター
１３と、物品２０が固定される移動システム１５とを具備する。物品（タービン
ブレードが示されている）は、従来技術と同様、クランプを使用してきわめて正
確なやり方で、載物台１６上に据え付けられて固定される。高温計１７と、不活
性ガス供給ライン１９及びガス拡散器２１を有する不活性ガス・シールド１８と
がまた、図示されている。
【００２０】 物品のレーザー溶接は、コンピューター数値制御（ＣＮＣ）手段の使用により
制御され、この手段は、レーザー部、粉末供給部、及びその上に物品が固定され
る移動システムを制御する。冶金学的な分析により確立された多数のプログラミ
ング及びパラメーターは、割れを生じさせない強固な融解結合（ｆｕｓｉｏｎ
ｂｏｎｄ）するのに要求される。その制御手段は、移動システムを駆動して物品
を焦点が合わせられたレーザー・ビーム及び集中された粉末供給の下方に保持す
るために、物品の形態をデジタル化する観察システムを含む。
【００２１】 制御システムは、種々の複雑な形態のものが溶接されることを許容する当該方
法の効率的で経済的な操作を可能にする。使用される観察システムは、溶接され
る特定物品の溶接領域に対して個々に区別されるレーザー溶接システムの正確な
経路を設定する。これは、観察システムにより設定された正確な経路を除いては
、物品のためにプログラムを利用するコンピューター数値制御により遂行される
。物品が固定部に固定された後、その高さは、溶接（被覆）の間、必要とされる
積み重ね（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）を確実にすべく点検される。溶接領域のコントラ
ストを設定した後、観察システムのカメラは、溶接領域を見る（すなわち写真を
とる）とともに、多数の点によりその周辺部をトレースすることによりその周辺
部をデジタル化し、これらの点は数値的に変換されて当該物品の特定の溶接領域
についてレーザーがたどるべき正確な経路を描く。
【００２２】 経路が設定された後、固定部内にまだある物品は、その後、レーザー溶接装置
の移動システム上に配置され、当該装置内において、レーザーの経路が当該物品
用に正確に設定される。特定の物品用に当該経路が正確に設定されるため、当該
溶接方法において生じる無駄がより少なくなり、余分な溶接物を取り除くために
溶接方法に続いて必要とされる機械加工（例えば、平削り加工、研削加工）が減
少する。特に有利な点として、レーザー溶接用の観察システムによって最初に調
節された特定の物品用の同一の固定部及び制御パラメーターを使用することによ
り次の機械加工が正確に制御されることも可能である。これは、当該方法の効率
を向上させるための後続の測定及び制御の必要性を減少させる。
【００２３】 移動システムの経路は制御システムによって調整され、移動システムは、少な
くとも３軸、好ましくは４又は５軸の移動システムであり、種々の複雑な溶接領
域の表面に要求される複雑多岐な移動を可能にする。３軸移動は、Ｘ、Ｙ、及び
Ｚ方向に沿うものであり、更に複雑な平坦表面用の４軸移動は、Ｘ、Ｙ、及びＺ
方向と回転とを組み合わせたもの（図１参照）であり、起伏表面用の５軸移動は
、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向と回転及び傾斜とを組み合わせたものであろう。
【００２４】 適切なレーザーは、当業者にとって既知であって、ＣＯ2レーザーを含むもの
である。レーザーの出力密度は、６．４５ｃｍ2（１平方インチ）当たり１０の
５乗から１０の７乗ワットの間でもよく、このときビーム照射点の大きさは１．
０２ｍｍ〜３．８１ｍｍ（０．０４０〜０．１５０インチ）の間である。粉末合
金供給部は、毎分５グラムから１５グラムの速度で、通常−１２０から＋４００
メッシュの合金分子の流れを送り出すよう操作される。毎分２５．４ｃｍ（１０
インチ）以下、好ましくは毎分５．０８ｃｍ〜１０．１６ｃｍ（２〜４インチ）
のレーザー溶接の速度では、使用されるレーザー出力は１平方インチ当たり１０
の４乗から１０の６乗ワットであり、粉末合金供給速度は毎分２から６グラムで
ある。 実施例１ 第２段高圧タービンブレードが、修理加工された。ブレードは、インコネル７
３８ＬＣ合金から鋳造された。外面塗装は、化学的に除去され、内部の窪み（ｃ
ａｖｉｔｙ）は清掃された。ブレードは、典型的な真空・前溶接・応力除去サイ
クルに送られた。破壊された材料は、ブレードの先端から研磨され、きれいで平
坦な表面になった。ブレード先端の露出された内部の窪みは、溶接領域の周辺部
に沿って手動のダイス研磨機（ｄｉｅ ｇｒｉｎｄｅｒｓ）内にあるカーバイド
の粗砥（ｂｕｒｒ）を使用して、洗浄研磨された。ブレードは、浄化ボックス（
ｐｕｒｇｅ ｂｏｘ）内に配置され、保護用アルゴン気体内に完全に入れられた
。誘導加熱コイルは、ブレード先端の周りに配置された。公表されたデータに基
づいて、インコネル７３８ＬＣの最適溶接予熱範囲は、９８０℃〜１０４０℃（
１８００°Ｆ〜１９００°Ｆ）の範囲に決定された。この範囲の上下温度は、著
しく合金の延性を低下させるであろう。
【００２５】 サンプルのブレード用の設定温度は、１０１０℃±１５℃（１８５０°Ｆ±２
５°Ｆ）であった。ブレード先端は、１０１０℃（１８５０°Ｆ）まで熱せられ
、その温度で安定にされた。ブレード先端は、その後、インコネル７３８ＬＣの
棒を使用して手動でＴＩＧ溶接された。溶接が完了した後、ブレード先端の温度
は、溶接部及びその隣接領域の応力除去を完全にするのに十分な温度である１１
０７℃（２０２５°Ｆ）まで上昇された。ブレード先端は、１１０７℃（２０２
５°Ｆ）の温度で１５分間保持された。ブレード先端は、その後、室温まで冷却
された。１１０７℃（２０２５°Ｆ）から６５０℃（１２００°Ｆ）までの最初
の冷却は、約６分間で達成された。ブレード先端の輪郭は、次に、誘導予熱と相
互に作用するレーザー溶接により元に戻された。最終の後工程の真空熱処理がな
された。ブレード先端のＸ線検査に加えて、溶接部及びその隣接領域の蛍光性浸
透剤による検査がなされた。ブレード先端は、その後冶金学的に分析するために
切断された。いずれの検査工程の間においても、溶接部又は基礎合金内に割れは
発見されなかった。 実施例２ 第１段高圧タービンブレードが、修理加工された。ブレードは、インコネル７
３８ＬＣ合金から鋳造された。外面被覆は、化学的に除去され、内部の窪みは清
掃された。ブレードは、典型的な真空・前溶接・応力除去サイクルに送られた。
腐食された材料は、ブレードの先端から研磨され、きれいで平坦な表面になった
。ブレード先端におけるエーロフォイル壁上の熱疲労による割れが切り欠かれた
。割れが生じていた領域の蛍光性浸透剤による検査は、割れの除去を確実にする
ために実施された。割れが生じていた領域は、溶接の準備をするために、手動ダ
イス研磨機でカーバイドの粗砥を使用して洗浄された。ブレードは、その後、保
護用アルゴン雰囲気内に完全に浸されるように、浄化ボックス内に配置された。
誘導加熱コイルは、ブレード先端の周りに配置された。公表されたデータに基づ
いて、インコネル７３８ＬＣの最適溶接予熱範囲は、９８０℃〜１０４０℃（１
８００°Ｆ〜１９００°Ｆ）の範囲に決定された。この範囲の上方又は下方温度
は、著しく合金の延性を低下させる。サンプルのブレードの設定温度は、１０１
０℃±１５℃（１８５０°Ｆ±２５°Ｆ）であった。ブレード先端は、１０１０
℃（１８５０°Ｆ）まで熱せられ、その温度に保持された。ブレード先端は、そ
の後、インコネル７３８ＬＣの棒を使用して手動でＴＩＧ溶接された。溶接が完
了した後、ブレード先端の温度は、溶接部及びその隣接領域の応力除去を完全に
するのに十分な温度である１１０７℃（２０２５°Ｆ）まで上昇された。ブレー
ド先端は、１１０７℃（２０２５°Ｆ）の温度で１５分間保持された。ブレード
先端は、その後、室温まで冷却された。１１０７℃（２０２５°Ｆ）から６５０
℃（１２００°Ｆ）までの最初の冷却は、約６分間で達成された。ブレード先端
の輪郭は、その後、誘導予熱と相互に作用するレーザー溶接により元に戻され、
その後、典型的な真空後溶接の応力除去サイクルがなされた。ブレード先端のＸ
線検査に加えて、溶接部及びその隣接領域の蛍光性浸透剤による検査がなされた
。ブレード先端は、その後冶金学的に分析するために切断された。いずれの検査
工程の間にも、溶接部又は基礎合金内に割れは発見されなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のレーザー溶接方法を実施するのに有用なレーザー溶接システムを示す
図である。
【図２】 ＩＮ７３８ＬＣの温度に対する延性（δ）を示す高温引張データである。
【図３】 Ｒｅｎｅ８０の温度に対する延性（δ）を示す高温引張データである。
【符号の説明】
１１…レーザー部 １２…粉末供給部 １３…誘導ヒーター １４…誘導加熱コイル １５…移動システム １６…載物台 １７…高温計 １８…挿入ガス・シールド １９…挿入ガス供給ライン ２０…物品 ２１…ガス拡散器
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１２月２０日（２００２．１２．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【発明の実施の形態】 本発明は、超合金物品、特に、ブレード、ベーン、及びロータを含むガスター
ビンエンジンのコンポーネントを溶接する方法を提供する。これらの超合金は、
ニッケル及び／又はコバルトを主成分とした超合金であり、従来技術の方法では
溶接することは困難である。これらの超合金は、ニッケルを主成分としたガンマ
・プライム（ｇａｍｍａ−ｐｒｉｍｅ：ガンマ一次）析出硬化された合金及びカ
ーバイドにより強化されたコバルトを主成分とした合金の、エキオックス（ｅｑ
ｕｉａｘ：等軸結晶）の、指向性を持って固化された、単結晶の合金を含む。一
般的に、ガンマ・プライム析出強化（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ−ｓｔｒｅｎ
ｇｔｈｅｎｅｄ）超合金は、チタン及びアルミニウムを合わせて少なくとも約５
％含有する。適当な超合金は、Ｒ’８０，ＤＳＲ’８０ｈ，Ｒ’１０８，ＩＮ７
３８ＬＣ，Ｒ’１２５Ｈｆ，ＤＳＲ’１４２，Ｒ’Ｎ４，Ｒ’Ｎ５，Ｍａｒ−Ｍ
−２４７ＤＳ，Ｉｎ ７９２Ｈｆ，ＣＭＳＸ−４，及びＩｎ７３８ＬＣを含む。
これらの超合金のうちいくつかの公称組成割合を表１に示す。
【表１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
【図２】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ニッケル又はコバルトを主成分とする超合金物品を溶接する方
    法において、 前記超合金物品の溶接領域全体及び前記溶接領域に隣接する領域を、前記超合
    金の時効温度以上であって該超合金の初期融解温度以下である最大延性温度範囲
    まで予熱するとともに、溶接中及び溶接部が固化する間、当該温度を維持するス
    テップと、 該溶接された超合金物品の温度を応力除去温度まで上昇させるステップと、 該溶接された超合金物品を、付加的なガンマ・プライム析出を最小限に抑える
    のに効果的な速度で、ガンマ・プライム析出硬化範囲以下まで冷却するステップ
    と、 を含む前記方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記超合金物品は、チタン及びアルミニウムを合わせて少なくとも５％を含有
    するガンマ・プライム析出強化超合金からなる一群から選択されることを特徴と
    する前記方法。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の方法において、 前記超合金物品は、少なくとも毎分３７℃の速度で冷却されることを特徴とす
    る前記方法。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の方法において、 前記最大延性温度範囲は、７６０℃〜１１５０℃の範囲内にあることを特徴と
    する前記方法。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の方法において、 前記溶接は、チタン及びアルミニウムを合わせて少なくとも５％を含有するガ
    ンマ・プライム析出強化されたニッケルを主成分とする超合金である粉末合金と
    ともに実施されることを特徴とする前記方法。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の方法において、 前記超合金物品及び前記粉末合金は、実質的に同一の合金からなることを特徴
    とする前記方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の方法において、 前記超合金物品は、ガスタービンエンジン用のコンポーネントであることを特
    徴とする前記方法。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の方法において、 前記超合金物品は、タービンブレード、タービンベーン、又はタービンロータ
    であることを特徴とする前記方法。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の方法において、 溶接された前記超合金物品を機械加工するステップを更に含むことを特徴とす
    る前記方法。
  10. 【請求項１０】 請求項５記載の方法において、 前記超合金物品は、少なくとも毎分４６℃の速度で冷却されることを特徴とす
    る前記方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の方法において、 前記超合金は、Ｉｎ７３８ＬＣであり、前記最大延性温度範囲は９８０℃〜１
    ０４０℃であることを特徴とする前記方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１０記載の方法において、 前記超合金は、Ｒ’８０であり、該最大延性温度範囲が１０５０℃〜１１５０
    ℃までであることを特徴とする前記方法。
JP2001583972A 2000-03-17 2001-02-21 ニッケル又はコバルトを主成分とする超合金物品を溶接する方法 Expired - Lifetime JP4969756B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/527,362 2000-03-17
US09/527,362 US6333484B1 (en) 2000-03-17 2000-03-17 Welding superalloy articles
PCT/US2001/040155 WO2001087528A2 (en) 2000-03-17 2001-02-21 Welding superalloy articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003533354A true JP2003533354A (ja) 2003-11-11
JP4969756B2 JP4969756B2 (ja) 2012-07-04

Family

ID=24101165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001583972A Expired - Lifetime JP4969756B2 (ja) 2000-03-17 2001-02-21 ニッケル又はコバルトを主成分とする超合金物品を溶接する方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6333484B1 (ja)
EP (1) EP1296796B1 (ja)
JP (1) JP4969756B2 (ja)
CN (1) CN1187157C (ja)
AT (1) ATE511422T1 (ja)
AU (1) AU2001285378A1 (ja)
BR (1) BR0108681A (ja)
CA (1) CA2399210C (ja)
MX (1) MXPA02008147A (ja)
RU (1) RU2265505C2 (ja)
WO (1) WO2001087528A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8376211B2 (en) 2006-01-06 2013-02-19 United Technologies Corporation Turbine element repair fixture

Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6502303B2 (en) * 2001-05-07 2003-01-07 Chromalloy Gas Turbine Corporation Method of repairing a turbine blade tip
JP2003065068A (ja) * 2001-08-29 2003-03-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン翼頂部の加工孔閉塞方法
US6696176B2 (en) 2002-03-06 2004-02-24 Siemens Westinghouse Power Corporation Superalloy material with improved weldability
DE50300196D1 (de) * 2002-03-26 2005-01-20 Sulzer Markets & Technology Ag Verfahren zum epitaktischen Wachstum mit energetischem Strahl
ES2285121T3 (es) * 2002-04-15 2007-11-16 Siemens Aktiengesellschaft Procedimiento para la produccion de estructuras monocristalinas.
US7360676B2 (en) * 2002-09-21 2008-04-22 Universal Alloy Corporation Welded aluminum alloy structure
US7137544B2 (en) * 2002-12-13 2006-11-21 General Electric Company Apparatus and method for performing welding at elevated temperature
JP4229734B2 (ja) * 2003-03-20 2009-02-25 株式会社Ｉｈｉ 薄肉部分の肉盛溶接方法
US7009137B2 (en) * 2003-03-27 2006-03-07 Honeywell International, Inc. Laser powder fusion repair of Z-notches with nickel based superalloy powder
US20050023256A1 (en) * 2003-07-31 2005-02-03 Srikanth Sankaranarayanan 3-D adaptive laser powder fusion welding
US8266800B2 (en) * 2003-09-10 2012-09-18 Siemens Energy, Inc. Repair of nickel-based alloy turbine disk
DE102004009127A1 (de) * 2004-02-25 2005-09-15 Bego Medical Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Produkten durch Sintern und/oder Schmelzen
US20050274701A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-15 United Technologies Corporation Homogeneous welding via pre-heating for high strength superalloy joining and material deposition
US6872912B1 (en) * 2004-07-12 2005-03-29 Chromalloy Gas Turbine Corporation Welding single crystal articles
DE102004042878A1 (de) * 2004-09-04 2006-03-09 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Reparatur von Turbomaschinenschaufeln
US20060219329A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Honeywell International, Inc. Repair nickel-based superalloy and methods for refurbishment of gas turbine components
US20060219330A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Honeywell International, Inc. Nickel-based superalloy and methods for repairing gas turbine components
US20060219758A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Siemens Westinghouse Power Corporation Welding of gamma'-strengthened superalloys
US7094988B1 (en) 2005-04-18 2006-08-22 Honeywell International, Inc. Laser welding heat treat process
US20060231535A1 (en) * 2005-04-19 2006-10-19 Fuesting Timothy P Method of welding a gamma-prime precipitate strengthened material
JP2008545537A (ja) * 2005-06-07 2008-12-18 ユニバーシティ オブ ユタ リサーチ ファウンデーション 残留引張応力軽減のための方法およびシステム
GB2429941B (en) * 2005-09-08 2011-05-11 Welding Alloys Ltd Manufacture of hardfaced rollers and plates
US20070267109A1 (en) * 2006-05-17 2007-11-22 General Electric Company High pressure turbine airfoil recovery device and method of heat treatment
US20080023531A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Schaeffer Jon C Weldment and a process using dual weld wires for welding nickel -based superalloys
US20080028605A1 (en) * 2006-07-28 2008-02-07 Lutz Andrew J Weld repair of metallic components
US7653995B2 (en) * 2006-08-01 2010-02-02 Siemens Energy, Inc. Weld repair of superalloy materials
DE102006058949A1 (de) * 2006-12-14 2008-06-19 Inno-Shape Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Reparatur oder Herstellung von Schaufelspitzen von Schaufeln einer Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerkes
US8618440B2 (en) * 2007-01-04 2013-12-31 Siemens Energy, Inc. Sprayed weld strip for improved weldability
US20080164301A1 (en) * 2007-01-10 2008-07-10 General Electric Company High temperature laser welding
US8561298B2 (en) * 2007-03-01 2013-10-22 Siemens Energy, Inc. Superalloy component welding at ambient temperature
WO2008116478A1 (de) * 2007-03-23 2008-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Schutzgasgemisch und verfahren zum schweissen
US7847208B2 (en) * 2007-07-25 2010-12-07 United Technologies Corporation Methods for performing manual laser deposition
SG154346A1 (en) * 2008-01-10 2009-08-28 Turbine Overhaul Services Pte System and method for restoring metal components
DE102008019636A1 (de) * 2008-04-18 2009-10-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bauteil mit Schweißnaht und Verfahren zur Herstellung einer Schweißnaht
DE102009049518A1 (de) 2009-10-15 2011-04-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen von Werkstücken aus hochwarmfesten Superlegierungen
US11072035B2 (en) * 2010-05-21 2021-07-27 Illinois Tool Works Inc. Auxiliary welding heating system
DE102010026084A1 (de) * 2010-07-05 2012-01-05 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Materialschichten auf einem Werkstück aus TiAI
CN101983819B (zh) * 2010-11-04 2013-05-22 西安航空动力股份有限公司 一种高温合金与白铜焊接的方法及其夹具
US9352419B2 (en) * 2011-01-13 2016-05-31 Siemens Energy, Inc. Laser re-melt repair of superalloys using flux
EP2675583B1 (en) * 2011-02-16 2020-06-17 Keystone Synergistic Enterprises, Inc. Metal joining and strengthening methods utilizing microstructural enhancement
US20120255989A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 General Electric Company Method of establishing filler metal chemistry for a filler rod for joining components
US9347124B2 (en) * 2011-11-07 2016-05-24 Siemens Energy, Inc. Hold and cool process for superalloy joining
EP2591872A1 (de) * 2011-11-11 2013-05-15 Siemens Aktiengesellschaft Umschmelzverfahren und anschließendes Auffüllen und Bauteil
US8657179B1 (en) 2012-03-26 2014-02-25 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Weld nugget temperature control in thermal stir welding
RU2014145348A (ru) * 2012-04-12 2016-06-10 Сименс Акциенгезелльшафт Способ контроля процесса сварки изделий из суперсплавов на основе никеля
DE102012206122A1 (de) * 2012-04-13 2013-10-17 MTU Aero Engines AG Mehrfach-Spulenanordnung für eine Vorrichtung zur generativen Herstellung von Bauteilen und entsprechendes Herstellverfahren
CN102728950B (zh) * 2012-06-16 2014-08-13 张家港富瑞特种装备股份有限公司 一种应用于超低温环境的金属薄板的激光焊接方法
US9095923B2 (en) 2012-07-16 2015-08-04 General Electric Company Method of welding alloy articles
RU2606144C2 (ru) * 2012-08-14 2017-01-10 Виктор Никонорович Семенов Способ сварки толстостенных крупногабаритных деталей
US10293437B2 (en) * 2012-10-12 2019-05-21 United Technologies Corporation Method of working a gas turbine engine airfoil
WO2014085892A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-12 Liburdi Engineering Limited Method of cladding and fusion welding of superalloys using composite filler powder
RU2627824C2 (ru) * 2013-01-31 2017-08-11 Сименс Энерджи, Инк. Нанесение суперсплава с применением порошкового флюса и металла
US9528175B2 (en) * 2013-02-22 2016-12-27 Siemens Aktiengesellschaft Pre-weld heat treatment for a nickel based superalloy
EP2961555A4 (en) 2013-02-28 2016-10-12 United Technologies Corp SYSTEM AND METHOD FOR WELDING AT LOW TEMPERATURE
ITTO20130430A1 (it) 2013-05-28 2014-11-29 Illinois Tool Works Dispositivo per il pre-riscaldamento ad induzione e la saldatura testa a testa di lembi adiacenti di almeno un elemento da saldare
EP2848335A1 (en) * 2013-09-17 2015-03-18 SLM Solutions GmbH Method and apparatus for repairing a component
RU2557041C1 (ru) * 2014-02-07 2015-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") Способ сварки плавлением стальных конструкций и устройство для его реализации
US10258837B2 (en) 2014-02-18 2019-04-16 Karsten Manufacturing Corporation Method of forming golf club head assembly
US9938601B2 (en) 2014-02-18 2018-04-10 Karsten Manufacturing Corporation Method of forming golf club head assembly
US9238858B2 (en) 2014-02-18 2016-01-19 Karsten Manufacturing Corporation Method of forming golf club head assembly
US9452488B2 (en) 2014-02-18 2016-09-27 Karsten Manufacturing Corporation Method of forming golf club head assembly
US11076454B2 (en) 2014-05-16 2021-07-27 Illinois Tool Works Inc. Induction heating system temperature sensor assembly
US10863591B2 (en) 2014-05-16 2020-12-08 Illinois Tool Works Inc. Induction heating stand assembly
US9913320B2 (en) 2014-05-16 2018-03-06 Illinois Tool Works Inc. Induction heating system travel sensor assembly
US11510290B2 (en) 2014-05-16 2022-11-22 Illinois Tool Works Inc. Induction heating system
US11197350B2 (en) 2014-05-16 2021-12-07 Illinois Tool Works Inc. Induction heating system connection box
US10440784B2 (en) 2014-10-14 2019-10-08 Illinois Tool Works Inc. Reduced-distortion hybrid induction heating/welding assembly
US10638554B2 (en) 2014-12-23 2020-04-28 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for interchangeable induction heating systems
EP3352939B8 (en) * 2015-09-21 2020-06-10 Vitesco Technologies GmbH Valve needle for a fluid injection valve, fluid injection valve and method for manufacturing a valve needle
DE102016210042B3 (de) * 2016-06-07 2017-10-19 Sauer Gmbh Werkzeugmaschine zum Auftragsschweißen
JP7436208B2 (ja) * 2017-01-18 2024-02-21 アイピージー フォトニクス コーポレーション 材料の改変についてのコヒーレント撮像およびフィードバック制御のための方法およびシステム
IT201700018811A1 (it) * 2017-02-20 2018-08-20 Innovative Welding Solutions Bv Dispositivo e metodo per unire tubolari metallici di pozzi di perforazione
CA3048051C (en) * 2017-03-03 2021-11-16 Liburdi Engineering Limited High gamma prime nickel based weldable superalloy and method of repairing and manufacturing of turbine engine components using the same
EP3582921B1 (en) 2017-04-19 2022-10-26 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG A technique for welding precipitation-hardened superalloys with oscillating beam
US10618128B2 (en) 2017-07-18 2020-04-14 General Electric Company Method for closing a hole in a metal article
US11225868B1 (en) 2018-01-31 2022-01-18 Stresswave, Inc. Method for integral turbine blade repair
CN112481611A (zh) * 2020-10-27 2021-03-12 辽宁红银金属有限公司 高温合金叶片激光熔覆裂纹的修复方法
CN112317907B (zh) * 2020-10-27 2022-01-28 西门子爱克斯射线真空技术(无锡)有限公司 用于阳极靶盘的钎焊装置及方法
CN112296491A (zh) * 2020-11-11 2021-02-02 中车洛阳机车有限公司 一种离心滤器壳体的焊补方法
CN112453826B (zh) * 2020-11-17 2021-12-21 西安热工研究院有限公司 一种可细化组织的透平叶片裂纹焊接修复方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05192785A (ja) * 1990-09-28 1993-08-03 Chromalloy Gas Turbine Corp 高強力ニッケル基超合金類の溶接
JPH06218573A (ja) * 1993-01-27 1994-08-09 Babcock Hitachi Kk 溶接部の応力腐食割れ防止方法およびその溶接構造
JPH07145703A (ja) * 1993-08-06 1995-06-06 Hitachi Ltd ガスタービン用動翼及びその製造法とそれを用いたガスタービン
JPH08170132A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Honda Motor Co Ltd 鉄系合金とニッケル合金との接合部材
JP2000042755A (ja) * 1998-07-30 2000-02-15 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐熱Ｎｉ基合金の接合方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE794848A (fr) * 1972-12-15 1973-05-29 Pompey Acieries Procede de fabrication ameliorant la tenue de pieces soudees en aciers refractaires
US4804815A (en) 1987-06-01 1989-02-14 Quantum Laser Corporation Process for welding nickel-based superalloys
FR2659038B1 (fr) * 1990-03-02 1994-11-10 Snecma Procede de soudage par friction et machine de mise en óoeuvre.
US5106010A (en) * 1990-09-28 1992-04-21 Chromalloy Gas Turbine Corporation Welding high-strength nickel base superalloys
DE4141927C2 (de) * 1991-12-19 1995-06-14 Mtu Maintenance Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen von Werkstücken
US5554837A (en) 1993-09-03 1996-09-10 Chromalloy Gas Turbine Corporation Interactive laser welding at elevated temperatures of superalloy articles
US5509980A (en) * 1994-08-17 1996-04-23 National University Of Singapore Cyclic overageing heat treatment for ductility and weldability improvement of nickel-based superalloys
US5914059A (en) 1995-05-01 1999-06-22 United Technologies Corporation Method of repairing metallic articles by energy beam deposition with reduced power density
US5900170A (en) 1995-05-01 1999-05-04 United Technologies Corporation Containerless method of producing crack free metallic articles by energy beam deposition with reduced power density
US5785775A (en) * 1997-01-22 1998-07-28 General Electric Company Welding of gamma titanium aluminide alloys
US5897801A (en) 1997-01-22 1999-04-27 General Electric Company Welding of nickel-base superalloys having a nil-ductility range
US6168382B1 (en) * 1998-10-20 2001-01-02 General Electric Co. Turbine rotor wheel with forged replacement dovetail and method of repair
US6054687A (en) * 1998-12-31 2000-04-25 General Electric Company Heating apparatus for a welding operation and method therefor
US6124568A (en) 1998-12-31 2000-09-26 General Electric Company Heating apparatus for a welding operation and method therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05192785A (ja) * 1990-09-28 1993-08-03 Chromalloy Gas Turbine Corp 高強力ニッケル基超合金類の溶接
JPH06218573A (ja) * 1993-01-27 1994-08-09 Babcock Hitachi Kk 溶接部の応力腐食割れ防止方法およびその溶接構造
JPH07145703A (ja) * 1993-08-06 1995-06-06 Hitachi Ltd ガスタービン用動翼及びその製造法とそれを用いたガスタービン
JPH08170132A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Honda Motor Co Ltd 鉄系合金とニッケル合金との接合部材
JP2000042755A (ja) * 1998-07-30 2000-02-15 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐熱Ｎｉ基合金の接合方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8376211B2 (en) 2006-01-06 2013-02-19 United Technologies Corporation Turbine element repair fixture

Also Published As

Publication number Publication date
ATE511422T1 (de) 2011-06-15
WO2001087528A3 (en) 2002-02-28
EP1296796B1 (en) 2011-06-01
WO2001087528A2 (en) 2001-11-22
MXPA02008147A (es) 2002-11-29
CA2399210A1 (en) 2001-11-22
CN1455714A (zh) 2003-11-12
US6333484B1 (en) 2001-12-25
BR0108681A (pt) 2002-11-12
CN1187157C (zh) 2005-02-02
JP4969756B2 (ja) 2012-07-04
AU2001285378A1 (en) 2001-11-26
EP1296796A4 (en) 2007-07-11
RU2265505C2 (ru) 2005-12-10
EP1296796A2 (en) 2003-04-02
CA2399210C (en) 2008-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4969756B2 (ja) ニッケル又はコバルトを主成分とする超合金物品を溶接する方法
KR100593053B1 (ko) 초내열합금 제품의 레이저 용접 방법
JP3572524B2 (ja) 超合金製品の高温度におけるインターアクティブレーザー溶接
EP0478374B1 (en) Welding high-strength nickel base superalloys
US6495793B2 (en) Laser repair method for nickel base superalloys with high gamma prime content
TW527251B (en) Weld repair of directionally solidified articles
JP3218567B2 (ja) 高強力ニッケル基超合金類の溶接
US20060231535A1 (en) Method of welding a gamma-prime precipitate strengthened material
JP4928916B2 (ja) ガスタービン高温部品の補修方法およびガスタービン高温部品
JP2007532314A (ja) 超合金から形成される部品のレーザー溶接方法及び装置
ES2367355T3 (es) Soldadura de artículos de superaleación.
León-Henao Technical feasibility of recovering degraded GTD 111 blades in service through heat treatment and additive manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071101

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101209

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110302

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110309

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110601

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120308

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120404

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150413

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4969756

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term