JP2012200773A - Welding joint and turbine rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接によって接合された状態で内部が中空となる溶接接合体およびタービンロータに関するものである。 The present invention relates to a welded joined body and a turbine rotor that are hollow inside when joined by welding.
従来、例えば、特許文献1に記載の溶接プレップジョイントは、一対の軸方向に位置合わせした第一ロータ鍛造品および第二ロータ鍛造品を溶接してタービンロータをなすためのものである。この溶接プレップジョイントは、第一ロータ鍛造品の端部において、第一半径方向溶接面および第一軸方向ラベット面を備えた第一溶接ジョイント構成部と、第二ロータ鍛造品の端部において、第一半径方向溶接面に係合する第二半径方向溶接面、第一軸方向ラベット面に係合する第二軸方向ラベット面、および第二ラベット面の半径方向内側で延びかつ第二半径方向溶接面から軸方向にオフセットした第三半径方向非溶接面を備えた第二溶接ジョイント構成部とを含む。この溶接プレップジョイントは、溶接することになる各半径方向溶接面が、各軸方向ラベット面からオフセットしており、各軸方向ラベット面が支持面として作用することから、溶接による溶落ちや垂下がタービンロータ内部に落下することを防止している。 Conventionally, for example, a weld prep joint described in Patent Document 1 is for welding a first rotor forged product and a second rotor forged product aligned in a pair of axial directions to form a turbine rotor. This weld prep joint has, at the end of the first rotor forging, a first weld joint component with a first radial weld surface and a first axial lavet surface, and an end of the second rotor forging, A second radial welding surface that engages the first radial welding surface, a second axial lavet surface that engages the first axial rabbet surface, and a second radial direction that extends radially inward of the second rabbet surface And a second weld joint component having a third radial non-weld surface offset axially from the weld surface. In this welded prep joint, each radial welding surface to be welded is offset from each axial rabbet surface, and each axial rabbet surface acts as a support surface, so that welding melts and droops. Prevents falling into the turbine rotor.
しかし、各軸方向ラベット面は、溶接されない部分であり、溶接後には互いに面合わせされて存在することになる。このため、各軸方向ラベット面が接合当初から亀裂のごとく存在することから、タービンロータの回転による遠心力などによって各軸方向ラベット面を起点として新たな亀裂が発生するおそれがある。 However, each of the axial rabbet surfaces is a portion that is not welded, and is present in a face-to-face relationship after welding. For this reason, since each axial direction rabbet surface exists like a crack from the beginning of joining, there is a possibility that a new crack may be generated starting from each axial direction rabbet surface due to centrifugal force caused by the rotation of the turbine rotor.
本発明は上述した課題を解決するものであり、溶接によって接合された後に内部が中空となる構成において、溶接による溶落ちおよび垂下が内部に落下する事態を防ぎ、かつ溶接後の亀裂の発生を防止することのできる溶接接合体およびタービンロータを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and prevents the situation where the melt-down and drooping due to welding fall into the interior in a configuration in which the interior is hollow after being joined by welding, and the occurrence of cracks after welding is prevented. It is an object to provide a welded joint and a turbine rotor that can be prevented.
上述の目的を達成するために、本発明の溶接接合体は、第一部材の接合面と第二部材の接合面とを突き合わせて溶接によって接合した状態で内部が中空となる溶接接合体において、前記第一部材または前記第二部材の中空となる内壁面から突出して設けられ、各前記接合面を突き合わせた状態で各前記接合面の内側縁から離隔しつつ、各前記接合面が溶融される溶融部の内側を覆って先端が延在して形成されているとともに、前記内壁面から突出する基端が当該内壁面に対して湾曲面を介して連続し、各前記接合面の内側の全周に渡って連続して形成された突片を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the welded joint of the present invention is a welded joint in which the inside is hollow in a state where the joint surface of the first member and the joint surface of the second member are butted and joined by welding. Protruding from the hollow inner wall surface of the first member or the second member, each joining surface is melted while being separated from the inner edge of each joining surface in a state where each joining surface is abutted. A distal end extending from the inner wall surface is formed so as to cover the inner side of the melted portion, and a base end protruding from the inner wall surface continues to the inner wall surface via a curved surface, It is characterized by comprising a projecting piece formed continuously over the circumference.
この溶接接合体によれば、各内壁面の位置において溶融部に生じる溶落ちおよび垂下を、溶融部を覆う突片によって受け止めるため、溶融部に生じる溶落ちおよび垂下が中空内部に落下する事態を防ぐことができる。しかも、突片は、各接合面の内側縁から離隔して設けられているとともに、第一部材または第二部材の内壁面から突出する基端が、内壁面に対して湾曲面を介して連続して形成されているため、溶接後において、突片の基端(付け根部分)に局所的に大きな応力がかからず、突片を起点とした亀裂の発生を防ぐことができる。 According to this welded joint, in order to receive the melt-down and droop generated in the melted part at the position of each inner wall surface by the projecting piece covering the melted part, the melt-down and droop generated in the melted part falls into the hollow interior. Can be prevented. Moreover, the projecting piece is provided apart from the inner edge of each joint surface, and the base end protruding from the inner wall surface of the first member or the second member is continuous with the inner wall surface via the curved surface. Therefore, after welding, a large stress is not locally applied to the base end (base portion) of the projecting piece, and it is possible to prevent generation of a crack starting from the projecting piece.
また、本発明の溶接接合体は、前記溶融部の範囲内であって、前記第一部材の接合面と前記第二部材の接合面とに、相互に嵌め合う凹凸部を備えることを特徴とする。 In addition, the welded joint of the present invention is provided with an uneven portion that fits in the joint surface of the first member and the joint surface of the second member within the range of the melted portion. To do.
この溶接接合体によれば、第一部材の接合面と、第二部材の接合面との突き合わせ位置を、凹凸部の嵌め合いによって位置合わせできる。このため、溶接接合体を溶接する際、第一部材と第二部材を相互に位置合わせして、溶接作業を容易に行うことができ、精度良く接合を行うことができる。 According to this welded joined body, the butting position between the joining surface of the first member and the joining surface of the second member can be aligned by fitting the concavo-convex portions. For this reason, when welding a welded joined body, a 1st member and a 2nd member can be aligned mutually, welding work can be performed easily and it can join accurately.
また、本発明の溶接接合体は、前記第一部材の接合面および前記第二部材の接合面がともに円環状に形成されており、前記凹凸部は、一方の前記接合面に対して凸状に形成されているとともに他方の前記接合面に対して凹状に形成され、かつ各前記接合面の周方向に沿う円の軌跡で連続して形成されていることを特徴とする。 In the welded joint of the present invention, the joint surface of the first member and the joint surface of the second member are both formed in an annular shape, and the concavo-convex portion is convex with respect to one of the joint surfaces. And is formed in a concave shape with respect to the other joining surface, and is continuously formed by a circular locus along the circumferential direction of each joining surface.
この溶接接合体によれば、第一部材の接合面と、第二部材の接合面とを、凹凸部の嵌め合いによって円環状の中心に位置合わせすることができる。しかも、凹凸部は、凸状および凹状が、各接合面の周方向に沿う円の軌跡で連続して形成されていることから、第一部材と第二部材との接合に際して相互の周方向の位置を微調整することができる。 According to this welded joint, the joint surface of the first member and the joint surface of the second member can be aligned with the center of the annular shape by fitting the concavo-convex portions. In addition, since the concavo-convex part is formed continuously with a locus of a circle along the circumferential direction of each joint surface, the convex and concave parts are formed in the circumferential direction of each other when the first member and the second member are joined. The position can be finely adjusted.
また、本発明の溶接接合体は、前記第一部材の接合面および前記第二部材の接合面がともに円環状に形成されており、前記凹凸部は、一方の前記接合面に対して凸状に形成されているとともに他方の前記接合面に対して凹状に形成され、かつ各前記接合面の周方向に沿う円の軌跡の一部に形成されていることを特徴とする。 In the welded joint of the present invention, the joint surface of the first member and the joint surface of the second member are both formed in an annular shape, and the concavo-convex portion is convex with respect to one of the joint surfaces. And is formed in a part of a locus of a circle along the circumferential direction of each of the joint surfaces.
この溶接接合体によれば、第一部材の接合面と、第二部材の接合面とを、凹凸部の嵌め合いによって円環状の中心に位置合わせすることができる。しかも、凹凸部は、凸状および凹状が、各接合面の周方向に沿う円の軌跡の一部に形成されていることから、第一部材と第二部材との接合に際して相互の周方向の位置を位置決めすることができる。 According to this welded joint, the joint surface of the first member and the joint surface of the second member can be aligned with the center of the annular shape by fitting the concavo-convex portions. In addition, since the concavo-convex portion is formed in a part of a locus of a circle along the circumferential direction of each joint surface, the convex shape and the concave shape are formed in the mutual circumferential direction when the first member and the second member are joined. The position can be determined.
また、本発明の溶接接合体は、前記第一部材の接合面および前記第二部材の接合面がともに円環状に形成されており、前記凹凸部は、各前記接合面に対し、各前記接合面の周方向に沿う円の軌跡で連続する鋸歯状に形成されていることを特徴とする。 In the welded joint of the present invention, the joint surface of the first member and the joint surface of the second member are both formed in an annular shape, and the concave and convex portions are connected to the joint surfaces. It is formed in the shape of a sawtooth that is continuous along a circular locus along the circumferential direction of the surface.
この溶接接合体によれば、第一部材の接合面と、第二部材の接合面とを、凹凸部の嵌め合いによって円環状の中心に位置合わせすることができる。しかも、凹凸部は、鋸歯状であることから、第一部材と第二部材との接合に際して相互の周方向の位置を位置決めすることができる。 According to this welded joint, the joint surface of the first member and the joint surface of the second member can be aligned with the center of the annular shape by fitting the concavo-convex portions. In addition, since the concavo-convex portion has a sawtooth shape, the positions in the circumferential direction can be positioned when the first member and the second member are joined.
また、本発明の溶接接合体は、前記第一部材の接合面および前記第二部材の接合面がともに円環状に形成されており、前記凹凸部は、各前記接合面に対し、各前記接合面の周方向に沿う円の軌跡の一部で鋸歯状に形成されていることを特徴とする。 In the welded joint of the present invention, the joint surface of the first member and the joint surface of the second member are both formed in an annular shape, and the concave and convex portions are connected to the joint surfaces. A part of a circular locus along the circumferential direction of the surface is formed in a sawtooth shape.
この溶接接合体によれば、第一部材の接合面と、第二部材の接合面とを、凹凸部の嵌め合いによって円環状の中心に位置合わせすることができる。しかも、凹凸部は、鋸歯状であることから、第一部材と第二部材との接合に際して相互の周方向の位置を位置決めすることができる。しかも、凹凸部は、鋸歯状が、各接合面の周方向に沿う円の軌跡の一部で鋸歯状に形成されていることから、その成形を各接合面の周方向の一部にできるため、製造コストを低減することができる。 According to this welded joint, the joint surface of the first member and the joint surface of the second member can be aligned with the center of the annular shape by fitting the concavo-convex portions. In addition, since the concavo-convex portion has a sawtooth shape, the positions in the circumferential direction can be positioned when the first member and the second member are joined. Moreover, since the concave and convex portions are formed in a sawtooth shape with a part of a circular locus along the circumferential direction of each joint surface, the molding can be performed in a part in the circumferential direction of each joint surface. The manufacturing cost can be reduced.
また、本発明の溶接接合体は、前記凹凸部は、各前記接合面において最外側縁に設けられていることを特徴とする。 Moreover, the welded assembly of the present invention is characterized in that the concavo-convex portion is provided at the outermost edge in each of the joint surfaces.
溶接接合体は、溶接機によって外側から溶接されることになり、内壁面を溶融した溶融部が、外側が最も幅が広く、内壁面の位置において最も幅が小さくなる。この溶接接合体によれば、溶融部の最も幅が広い最外側縁に凹凸部を設けることで、凹凸部を十分に溶融させることができ、溶接部分の健全性に影響を与えることがない。しかも、この溶接接合体によれば、凹凸部の嵌め合いを外側から目視やカメラで確認できるため、突き合わせ時の作業性を向上することができる。 The welded joint is welded from the outside by a welding machine, and the melted portion obtained by melting the inner wall surface has the largest width on the outer side and the smallest width at the position of the inner wall surface. According to this welded joint, by providing an uneven portion at the outermost edge having the widest width of the melted portion, the uneven portion can be sufficiently melted, and the soundness of the welded portion is not affected. Moreover, according to this welded assembly, the fitting of the concavo-convex portions can be confirmed from the outside by visual observation or a camera, so that the workability at the time of matching can be improved.
上述の目的を達成するために、本発明のタービンロータは、軸方向で第一部材と第二部材とに分割形成され、前記第一部材の接合面と前記第二部材の接合面とを突き合わせて溶接によって接合した状態で軸方向に連続する円筒状をなすタービンロータにおいて、上述したいずれか1つの溶接接合体として構成されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the turbine rotor of the present invention is divided into a first member and a second member in the axial direction, and a joining surface of the first member and a joining surface of the second member are butted together. A turbine rotor having a cylindrical shape that is continuous in the axial direction in a state of being joined by welding is configured as any one of the above-described welded joints.
このタービンロータによれば、溶接による溶落ちおよび垂下がタービンロータ内部に落下する事態を防ぎ、かつ溶接後の亀裂の発生を防止することができる。 According to this turbine rotor, it is possible to prevent the melting and drooping due to welding from falling into the turbine rotor and to prevent the occurrence of cracks after welding.
本発明によれば、溶接による溶落ちおよび垂下が内部に落下する事態を防ぎ、かつ溶接後の亀裂の発生を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent melting and dripping due to welding from falling into the inside, and to prevent generation of cracks after welding.
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本実施の形態に係るガスタービンの概略構成図である。ガスタービンは、図1に示すように、圧縮機111と燃焼器112とタービン113と排気室114により構成され、タービン113に図示しない発電機が連結されている。圧縮機111は、空気を取り込む空気取入口115を有し、圧縮機車室116内に複数の静翼117と動翼118が交互に配設されている。燃焼器112は、圧縮機111で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、バーナで点火することで燃焼可能となっている。タービン113は、タービン車室120内に複数の静翼121と動翼122が交互に配設されている。排気室114は、タービン113に連続する排気ディフューザ123を有している。また、圧縮機111、燃焼器112、タービン113、排気室114の中心部を貫通するようにロータ(タービンロータ)124が位置しており、圧縮機111側の端部が軸受部125により回転自在に支持される一方、排気室114側の端部が軸受部126により回転自在に支持されている。そして、このタービンロータ124に複数のディスクプレートが固定され、各動翼118,122が連結されると共に、排気室114側の端部に図示しない発電機の駆動軸が連結されている。なお、図1において一点鎖線で示す符号Sは、タービンロータ124の中心軸である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas turbine according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the gas turbine includes a
従って、圧縮機111の空気取入口115から取り込まれた空気が、複数の静翼121と動翼122を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器112にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給されることで燃焼する。そして、この燃焼器112で生成された作動流体である高温・高圧の燃焼ガスが、タービン113を構成する複数の静翼121と動翼122を通過することでタービンロータ124を駆動回転し、このタービンロータ124に連結された発電機を駆動する一方、排気ガスは排気室114の排気ディフューザ123で静圧に変換されてから大気に放出される。
Therefore, the air taken in from the
[実施の形態1]
図2は、実施の形態1に係る溶接接合体(タービンロータ)の一部の断面図であり、図3は、溶接接合体(タービンロータ)の溶接を示す一部の断面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the welded assembly (turbine rotor) according to Embodiment 1, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing welding of the welded assembly (turbine rotor).
上述したガスタービンのタービンロータ124としての溶接接合体は、図2および図3に示すように、第一部材11と第二部材12とに分割して形成されており、第一部材11の接合面11aと第二部材12の接合面12aとを突き合わせ、当該各接合面11a,12aを溶接によって溶融することによって接合される。この溶融された部分を溶融部13という。そして、溶接接合体は、第一部材11の接合面11aと第二部材12の接合面12aとを接合した状態で、内部に中空部14が形成される。各接合面11a,12aは、溶接接合体がタービンロータ124である場合、タービンロータ124が円筒状に形成されていることから、相互が同じ円環状に形成されている。
The welded assembly as the
この溶接接合体は、第一部材11または第二部材12に、突片15が設けられている。本実施の形態においては、図2および図3に示すように、突片15が第一部材11に設けられている例を示す。突片15は、第一部材11の中空部14側となる内壁面11bから突出して設けられている。突片15は、各接合面11a,12aを突き合わせた状態で、各接合面11a,12aの内側縁(内壁面11b,12b)から距離Aをおいて離隔しつつ、溶融部13の内側を覆って先端15aが中心軸Sに沿う軸方向に延在して形成されている。突片15の先端15aは、溶融部13を覆うにあたり、突き合わせた各接合面11a,12aの位置から軸方向に距離Bの位置まで延在されている。また、突片15は、第一部材11の内壁面11bから突出する基端15bが、第一部材11の内壁面11bに対して湾曲面15cを介して連続して形成されている。この湾曲面15cが内壁面11bに連続する位置は、突き合わせた各接合面11a,12aの位置から軸方向に距離Cの位置とされている。また、突片15は、中心軸Sに直交する径方向での厚さをDとして形成されている。そして、突片15は、突き合わせた各接合面11a,12aの内側の全周に渡って連続して形成されている。
In this welded assembly, a projecting
このような溶接接合体は、図3に示すように、各接合面11a,12aを突き合わせた状態で、かつ突片15を有した第一部材11を下側として突片15の先端15aを上向きとし、外側から電子ビーム溶接機やレーザ溶接機などの溶接機10によって溶接される。溶接の際は、溶接機10と溶接接合体とを中心軸S周りに相対的に回転させる。このように、溶接機10によって外側から溶接される溶接接合体は、内壁面11b,12bを溶融した溶融部13が、図2に示すように、外側が最も幅が広く、内壁面11b,12bの位置において最も幅が小さくなる。そして、溶融部13が内壁面11b,12bに到達した場合、そこから生じる溶落ちおよび垂下が、溶融部13を覆う突片15によって受け止められる。また、突片15の先端を上向きとしていることで、内壁面11b,12bの位置において溶融部13に生じる溶落ちおよび垂下が、内壁面11bから突出する突片15の基端15bで受け止められる。このため、溶融部13に生じる溶落ちおよび垂下が中空部14の内部に落下する事態を防ぐ。しかも、突片15は、各接合面11a,12aの内側縁から離隔して設けられているとともに、第一部材11の内壁面11bから突出する基端15bが、第一部材11の内壁面11bに対して湾曲面15cを介して連続して形成されている。このため、溶接後において、タービンロータ124の回転による遠心力などによって突片15の基端(付け根部分)15cに局所的に大きな応力がかからないため、突片15を起点とした亀裂の発生を防ぐ。
As shown in FIG. 3, such a welded joint is in a state in which the
ここで、突片15に係る各寸法の一例について説明する。溶接接合体をタービンロータ124とした場合に、図2に示すように、外半径Eが600[mm]〜3000[mm]とされ、第一部材11および第二部材12(接合面11a,12a)の径方向の厚みFが100[mm]〜200[mm]とされている。この場合、十分な接合強度を得るため、各接合面11a,12aを溶融した溶融部13の幅Gは、最も幅が小さくなる内壁面11b,12bの位置において6[mm]〜10[mm]とすることが好ましい。このような、タービンロータ124において、突片15の各接合面11a,12aの内側縁(内壁面11b,12b)からの距離Aは、溶融部13から生じる溶落ちおよび垂下を適宜受け止めるとともに、湾曲面15cの加工性を損なわないようにするため、10[mm]〜20[mm]とすることが好ましい。また、突き合わせた各接合面11a,12aの位置から突片15の先端15aまでの距離Bは、溶融部13を覆って溶融部13から生じる溶落ちおよび垂下を適宜受け止めるため、10[mm]以上とすることが好ましい。また、突き合わせた各接合面11a,12aの位置から湾曲面15cが内壁面11bに連続する位置までの距離Cは、溶融部13から距離をおいて突片15に大きな応力がかからないようにするため、20[mm]以上とすることが好ましい。また、突片15の厚さDは、突片15の強度を維持する一方で中空部14の領域を阻害しないため、10[mm]〜30[mm]とすることが好ましい。なお、溶接機10として電子ビーム溶接機を用いた場合、その溶接条件の例は、溶接接合体の材質(例えば、低合金鋼)と板厚(厚みF)から、電流値300[mA]、電圧150[kV]、溶接速度(溶接機10と溶接接合体との相対回転速度)150[mm/min]のように決定できる。
Here, an example of each dimension related to the projecting
このように、本実施の形態の溶接接合体は、第一部材11の接合面11aと第二部材12の接合面12aとを突き合わせて溶接によって接合した状態で内部が中空となる溶接接合体であり、第一部材11(第二部材12)の中空となる内壁面11b(12b)から突出して設けられ、各接合面11a,12aを突き合わせた状態で各接合面11a,12aの内側縁から離隔しつつ、各接合面11a,12aが溶融される溶融部13の内側を覆って先端15aが延在して形成されているとともに、内壁面11b(12b)から突出する基端15bが内壁面11b(12b)に対して湾曲面15cを介して連続し、各接合面11a,12aの内側の全周に渡って連続して形成された突片15を備える。
Thus, the welded joint of the present embodiment is a welded joint that has a hollow inside in a state where the
この溶接接合体によれば、内壁面11b,12bの位置において溶融部13に生じる溶落ちおよび垂下を、溶融部13を覆う突片15によって受け止めるため、溶融部13に生じる溶落ちおよび垂下が中空部14の内部に落下する事態を防ぐことが可能である。しかも、突片15は、各接合面11a,12aの内側縁から離隔して設けられているとともに、第一部材11(第二部材12)の内壁面11b(12b)から突出する基端15bが、内壁面11b(12b)に対して湾曲面15cを介して連続して形成されているため、溶接後において、突片15の基端(付け根部分)15cに局所的に大きな応力がかからず、突片15を起点とした亀裂の発生を防ぐことが可能になる。
According to this welded joint, since the melted-down and drooping that occurs in the melted
[実施の形態2]
図4は、実施の形態2に係る溶接接合体(タービンロータ)の一部の断面図であり、図5は、溶接接合体(タービンロータ)の第一部材の端面図である。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the welded assembly (turbine rotor) according to Embodiment 2, and FIG. 5 is an end view of the first member of the welded assembly (turbine rotor).
本実施の形態の溶接接合体は、実施の形態1の溶接接合体において、溶融部13の範囲内であって、第一部材11の接合面11aと第二部材12の接合面12aとに、相互に嵌め合う凹凸部16を備える。
The welded joint of the present embodiment is within the range of the
この溶接接合体によれば、第一部材11の接合面11aと、第二部材12の接合面12aとの突き合わせ位置を、凹凸部16の嵌め合いによって位置合わせすることが可能である。このため、溶接接合体を溶接する際、第一部材11と第二部材12を相互に位置合わせして、溶接作業を容易に行うことが可能であり、精度良く接合を行うことが可能である。
According to this welded joined body, the abutting position between the joining
また、本実施の形態における凹凸部16は、第一部材11の接合面11aおよび第二部材12の接合面12aがともに円環状に形成されている。そして、凹凸部16は、一方の接合面(図4では接合面11a)に対して凸状16aにて形成されているとともに、他方の接合面(図4では接合面12a)に対して凹状16bにて形成されている。さらに、凹凸部16は、図5に示すように、各接合面11a,12aの周方向に沿う円の軌跡で連続して形成されている。
Moreover, as for the uneven | corrugated |
この溶接接合体によれば、第一部材11の接合面11aと、第二部材12の接合面12aとを、凹凸部16の嵌め合いによって円環状の中心(中心軸S)に位置合わせすることが可能である。しかも、凹凸部16は、凸状16aおよび凹状16bが、各接合面11a,12aの周方向に沿う円の軌跡で連続して形成されていることから、第一部材11と第二部材12との接合に際して相互の周方向の位置を微調整することが可能である。
According to this welded assembly, the joining
また、凹凸部16は、各接合面11a,12aにおいて最外側縁に設けられていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the uneven | corrugated |
上述したように、溶接機10によって外側から溶接される溶接接合体は、内壁面11b,12bを溶融した溶融部13が、外側が最も幅が広く、内壁面11b,12bの位置において最も幅が小さくなる。この溶接接合体によれば、溶融部13の最も幅が広い最外側縁に凹凸部16を設けることで、凹凸部16を十分に溶融させることが可能であり、溶接部分の健全性に影響を与えることがない。しかも、この溶接接合体によれば、凹凸部16の嵌め合いを外側から目視やカメラで確認できるため、突き合わせ時の作業性を向上することが可能である。
As described above, in the welded joint that is welded from the outside by the
ここで、凹凸部16の凸状16aおよび凹状16bの軸方向寸法Hおよび径方向寸法Iの一例について説明する。この寸法は、溶融部13の最小幅Gが6[mm]〜10[mm]とされていることから、凹凸部16を十分に溶融させるため、軸方向寸法Hを1[mm]〜4[mm]とし、径方向寸法Iを2[mm]〜10[mm]としている。
Here, an example of the axial dimension H and the radial dimension I of the
図6は、実施の形態2に係る溶接接合体(タービンロータ)の他の第一部材の端面図である。図6に示す溶接接合体は、凹凸部16(凸状16aおよび凹状16b)が、各接合面11a,12aの周方向に沿う円の軌跡の一部で断続して形成されている。
FIG. 6 is an end view of another first member of the welded assembly (turbine rotor) according to the second embodiment. In the welded joint shown in FIG. 6, the concavo-convex portion 16 (
この溶接接合体によれば、第一部材11の接合面11aと、第二部材12の接合面12aとを、凹凸部16の嵌め合いによって円環状の中心(中心軸S)に位置合わせすることが可能である。しかも、凹凸部16は、凸状16aおよび凹状16bが、各接合面11a,12aの周方向に沿う円の軌跡の一部で断続して形成されていることから、第一部材11と第二部材12との接合に際して相互の周方向の位置を位置決めすることが可能である。
According to this welded assembly, the joining
[実施の形態3]
図7は、実施の形態3に係る溶接接合体(タービンロータ)の一部の側面図であり、図8は、溶接接合体(タービンロータ)の第一部材の端面図である。
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a side view of a part of the welded assembly (turbine rotor) according to Embodiment 3, and FIG. 8 is an end view of the first member of the welded assembly (turbine rotor).
本実施の形態の溶接接合体は、実施の形態1の溶接接合体において、溶融部13の範囲内であって、第一部材11の接合面11aと第二部材12の接合面12aとに、相互に嵌め合う凹凸部16を備える。
The welded joint of the present embodiment is within the range of the
この溶接接合体によれば、第一部材11の接合面11aと、第二部材12の接合面12aとの突き合わせ位置を、凹凸部16の嵌め合いによって位置合わせすることが可能である。このため、溶接接合体を溶接する際、第一部材11と第二部材12を相互に位置合わせして、溶接作業を容易に行うことが可能であり、精度良く接合を行うことが可能である。
According to this welded joined body, the abutting position between the joining
また、本実施の形態における凹凸部16は、第一部材11の接合面11aおよび第二部材12の接合面12aがともに円環状に形成されている。そして、凹凸部16は、各接合面11a,12aに対し、各接合面11a,12aの周方向に沿う円の軌跡で連続する鋸歯状16cにて形成されている。
Moreover, as for the uneven | corrugated |
この溶接接合体によれば、第一部材11の接合面11aと、第二部材12の接合面12aとを、凹凸部16の嵌め合いによって円環状の中心(中心軸S)に位置合わせすることが可能である。しかも、凹凸部16は、鋸歯状16cであることから、第一部材11と第二部材12との接合に際して相互の周方向の位置を位置決めすることが可能である。
According to this welded assembly, the joining
また、凹凸部16は、各接合面11a,12aにおいて最外側縁に設けられていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the uneven | corrugated |
上述したように、溶接機10によって外側から溶接される溶接接合体は、内壁面11b,12bを溶融した溶融部13が、外側が最も幅が広く、内壁面11b,12bの位置において最も幅が小さくなる。この溶接接合体によれば、溶融部13の最も幅が広い最外側縁に凹凸部16を設けることで、凹凸部16を十分に溶融させることが可能であり、溶接部分の健全性に影響を与えることがない。しかも、この溶接接合体によれば、凹凸部16の嵌め合いを外側から目視やカメラで確認できるため、突き合わせ時の作業性を向上することが可能である。
As described above, in the welded joint that is welded from the outside by the
ここで、凹凸部16の凸状16aおよび凹状16bの軸方向寸法Hおよび径方向寸法Iの一例について説明する。この寸法は、溶融部13の最小幅Gが6[mm]〜10[mm]とされていることから、凹凸部16を十分に溶融させるため、図3に示したように、軸方向寸法Hを1[mm]〜4[mm]とし、径方向寸法Iを2[mm]〜10[mm]としている。
Here, an example of the axial dimension H and the radial dimension I of the
図9は、実施の形態3に係る溶接接合体(タービンロータ)の他の第一部材の端面図である。図9に示す溶接接合体は、凹凸部16が、各接合面11a,12aに対し、各接合面11a,12aの周方向に沿う円の軌跡の一部で鋸歯状に形成されている。
FIG. 9 is an end view of another first member of the welded assembly (turbine rotor) according to the third embodiment. In the welded joint shown in FIG. 9, the concavo-
この溶接接合体によれば、第一部材11の接合面11aと、第二部材12の接合面12aとを、凹凸部16の嵌め合いによって円環状の中心(中心軸S)に位置合わせすることが可能である。しかも、凹凸部16は、鋸歯状16cであることから、第一部材11と第二部材12との接合に際して相互の周方向の位置を位置決めすることが可能である。しかも、凹凸部16は、鋸歯状16cが、各接合面11a,12aの周方向に沿う円の軌跡の一部で鋸歯状に形成されていることから、その成形を各接合面11a,12aの周方向の一部にできるため、製造コストを低減することが可能になる。
According to this welded assembly, the joining
また、上述した各実施の形態のいずれか1つの溶接接合体として構成されたタービンロータ124によれば、溶接による溶落ちおよび垂下がタービンロータ内部に落下する事態を防ぎ、かつ溶接後の亀裂の発生を防止することが可能になる。
In addition, according to the
なお、上述した各実施の形態では、タービンとしてガスタービンを例に説明したが、蒸気タービンのタービンロータにおいても、溶接接合体として同様の構成を適用し、同様の効果を得ることが可能である。 In each of the above-described embodiments, the gas turbine is described as an example of the turbine. However, in the turbine rotor of the steam turbine, a similar configuration can be applied as a welded joint to obtain the same effect. .
11 第一部材
11a 接合面
11b 内壁面
12 第二部材
12a 接合面
12b 内壁面
13 溶融部
14 中空部
15 突片
15a 先端
15b 基端
15c 湾曲面
16 凹凸部
16a 凸状
16b 凹状
16c 鋸歯状
124 タービンロータ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第一部材または前記第二部材の中空となる内壁面から突出して設けられ、各前記接合面を突き合わせた状態で各前記接合面の内側縁から離隔しつつ、各前記接合面が溶融される溶融部の内側を覆って先端が延在して形成されているとともに、前記内壁面から突出する基端が当該内壁面に対して湾曲面を介して連続し、各前記接合面の内側の全周に渡って連続して形成された突片を備えることを特徴とする溶接接合体。 In the welded joint in which the inside is hollow in a state where the joint surface of the first member and the joint surface of the second member are butted and joined by welding,
Protruding from the hollow inner wall surface of the first member or the second member, each joining surface is melted while being separated from the inner edge of each joining surface in a state where each joining surface is abutted. A distal end extending from the inner wall surface is formed so as to cover the inner side of the melted portion, and a base end protruding from the inner wall surface continues to the inner wall surface via a curved surface, A welded joint comprising a projecting piece formed continuously over a circumference.
請求項1〜7のいずれか1つに記載の溶接接合体として構成されることを特徴とするタービンロータ。 It is divided into a first member and a second member in the axial direction, and forms a cylindrical shape that is continuous in the axial direction in a state where the joint surface of the first member and the joint surface of the second member are butted and joined by welding. In the turbine rotor,
A turbine rotor configured as the welded assembly according to any one of claims 1 to 7.
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