JP2862102B2 - コンプレッサー用羽根車の製造方法 - Google Patents
コンプレッサー用羽根車の製造方法Info
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- JP2862102B2 JP2862102B2 JP3169011A JP16901191A JP2862102B2 JP 2862102 B2 JP2862102 B2 JP 2862102B2 JP 3169011 A JP3169011 A JP 3169011A JP 16901191 A JP16901191 A JP 16901191A JP 2862102 B2 JP2862102 B2 JP 2862102B2
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- 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
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンプレッサー用羽根車
を溶接により組立製造する方法に関する。
を溶接により組立製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンプレッサー羽根車等のような狭間隙
の空間を必要とする構造物を製作する方法として精密斜
造法による一体製作や、放電加工により狭間隙部分を除
去する方法があるが、前者の方法は表面粗さが粗く、ま
たコストも高い、また後者の方法は多大な時間を要し、
かつ電極消耗を生じてコスト高になるため、溶接により
組立製造する方法が従来行なわれている。
の空間を必要とする構造物を製作する方法として精密斜
造法による一体製作や、放電加工により狭間隙部分を除
去する方法があるが、前者の方法は表面粗さが粗く、ま
たコストも高い、また後者の方法は多大な時間を要し、
かつ電極消耗を生じてコスト高になるため、溶接により
組立製造する方法が従来行なわれている。
【０００３】図４〜図６は従来の溶接による組立製造方
法を示すもので、これらの図において従来のものはリブ
３′を備えたコンプレッサー下板２′上に、溶接開先
４′を設けた上板１′を重ね合せ、開先部を溶接により
接合５して組立てる方法を採用している。
法を示すもので、これらの図において従来のものはリブ
３′を備えたコンプレッサー下板２′上に、溶接開先
４′を設けた上板１′を重ね合せ、開先部を溶接により
接合５して組立てる方法を採用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで前述した従来
行なわれているコンプレッサー羽根車等のような狭間隙
の空間を必要とする構造物の狭間隙部材の溶接組立方法
では、図５に示すような溶接前の初期間隙高さＨ0 が溶
接後には図６に示すようにＨ1 に変化するという問題が
ある。
行なわれているコンプレッサー羽根車等のような狭間隙
の空間を必要とする構造物の狭間隙部材の溶接組立方法
では、図５に示すような溶接前の初期間隙高さＨ0 が溶
接後には図６に示すようにＨ1 に変化するという問題が
ある。
【０００５】これは溶接部５を形成する際の溶接収縮に
よるもので、この大きさは溶接条件の微少な変動でバラ
ツキを生じるため、精度の高い、均一な狭間隙を形成す
ることが極めて困難であった。
よるもので、この大きさは溶接条件の微少な変動でバラ
ツキを生じるため、精度の高い、均一な狭間隙を形成す
ることが極めて困難であった。
【０００６】また均一な裏波ビードを形成させるため溶
接条件の高精度制御を必要としていた。
接条件の高精度制御を必要としていた。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
狭間隙空間を高精度に維持して狭間隙部材の溶接組立を
行う新たなコンプレッサー用羽根車の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
狭間隙空間を高精度に維持して狭間隙部材の溶接組立を
行う新たなコンプレッサー用羽根車の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のコンプレッサー用羽根車の製造方法は、リブ付
板の上に溶接開先をとらずに上板を重ね合せ、しかるの
ち、上板とリブの重ね合せ部を上板側から電子ビーム溶
接又は炭酸ガスレーザ溶接により上板を貫通させてリブ
まで溶け込ませる溶け込み溶接を前記リブの長手方向の
少なくとも中間部に行なうとともに、前記重ね合せ部の
両端部並びにその近傍部を狭間隙部から間隙部に入る小
型ＭＩＧ又はＴＩＧトーチを用いて隅肉溶接を行なうこ
とを特徴としている。
本発明のコンプレッサー用羽根車の製造方法は、リブ付
板の上に溶接開先をとらずに上板を重ね合せ、しかるの
ち、上板とリブの重ね合せ部を上板側から電子ビーム溶
接又は炭酸ガスレーザ溶接により上板を貫通させてリブ
まで溶け込ませる溶け込み溶接を前記リブの長手方向の
少なくとも中間部に行なうとともに、前記重ね合せ部の
両端部並びにその近傍部を狭間隙部から間隙部に入る小
型ＭＩＧ又はＴＩＧトーチを用いて隅肉溶接を行なうこ
とを特徴としている。
【０００９】
【作用】上述の本発明のコンプレッサー用羽根車の製造
方法は、リブを備えた下板の上に上板を重ね合せ、この
状態で上板側から、エネルギー密度が高い（約１０６ｗ
／cm２以上）ため溶接入熱の少ない電子ビーム溶接法や
炭酸ガスレーザ溶接法により、上板の板厚を貫通させて
リブまで溶け込み溶接を行なって高精度に接合させると
ともに、その重合部の両端部並びにその近傍部は回転時
の作用応力が大きく、そこから破壊する恐れが大きい個
所であるので、この破壊を防止するため、その両側に隅
肉溶接による隅肉溶接部を形成させて一体化して狭間隙
部材の溶接組立を行なう。隅肉溶接の最低溶接長さはリ
ブ厚さの２倍以上とすることが望ましい。
方法は、リブを備えた下板の上に上板を重ね合せ、この
状態で上板側から、エネルギー密度が高い（約１０６ｗ
／cm２以上）ため溶接入熱の少ない電子ビーム溶接法や
炭酸ガスレーザ溶接法により、上板の板厚を貫通させて
リブまで溶け込み溶接を行なって高精度に接合させると
ともに、その重合部の両端部並びにその近傍部は回転時
の作用応力が大きく、そこから破壊する恐れが大きい個
所であるので、この破壊を防止するため、その両側に隅
肉溶接による隅肉溶接部を形成させて一体化して狭間隙
部材の溶接組立を行なう。隅肉溶接の最低溶接長さはリ
ブ厚さの２倍以上とすることが望ましい。
【００１０】隅肉溶接部の長さ並びに溶接脚長は回転時
の強度から設定することは勿論、外周側の端部は外周側
の間隙から入れるＭＩＧ又はＴＩＧトーチの移動距離
に、又、内側の端部は内周側の間隙から入れるＭＩＧ又
はＴＩＧトーチの移動拒離にも依存して決定されるもの
である。
の強度から設定することは勿論、外周側の端部は外周側
の間隙から入れるＭＩＧ又はＴＩＧトーチの移動距離
に、又、内側の端部は内周側の間隙から入れるＭＩＧ又
はＴＩＧトーチの移動拒離にも依存して決定されるもの
である。
【００１１】また溶け込み溶接の電子ビーム溶接部は、
端から端まで溶接する必要はなく隅肉溶接部は除外して
溶接する場合もある。このようにリブの長手方向中間部
のみに溶け込み溶接をする場合には、この溶接の長さが
少ないことにより、溶接時の入熱を更に減少できるとと
もに、上板の拘束部材長が増加するのでリブの高さ方向
の収縮を一層減少できる。
端から端まで溶接する必要はなく隅肉溶接部は除外して
溶接する場合もある。このようにリブの長手方向中間部
のみに溶け込み溶接をする場合には、この溶接の長さが
少ないことにより、溶接時の入熱を更に減少できるとと
もに、上板の拘束部材長が増加するのでリブの高さ方向
の収縮を一層減少できる。
【００１２】これらの方法はリブ材の板厚が同一ではな
く、変化する場合や、リブ材が傾斜している場合でも同
様に容易に施工できる。
く、変化する場合や、リブ材が傾斜している場合でも同
様に容易に施工できる。
【００１３】本発明は、このように比較的応力の高いコ
ンプレッサー用羽根車の重ね合せ部の両端部やその近傍
部は切欠きが存在しないように両側から隅肉溶接を行
い、コンプレッサー用羽根車の重ね合せ部の長手方向中
間部の比較的応力の低い重ね合せ部は、溶接変形が少な
い電子ビーム溶接や炭酸ガスレーザ溶接による溶け込み
溶接を行い、その結果、強度面並びに精度面とも良好な
コンプレッサー用羽根車の組立溶接ができる。しかも、
電子ビーム溶接や炭酸ガスレーザ溶接による溶け込み溶
接においては低入熱溶接のために、その溶接熱影響部が
硬くなって割れ易くなるが、その近傍に溶け込み溶接後
に施される隅肉溶接によって前記硬くなった部分の焼き
戻しが行われるので、割れにくくできる。
ンプレッサー用羽根車の重ね合せ部の両端部やその近傍
部は切欠きが存在しないように両側から隅肉溶接を行
い、コンプレッサー用羽根車の重ね合せ部の長手方向中
間部の比較的応力の低い重ね合せ部は、溶接変形が少な
い電子ビーム溶接や炭酸ガスレーザ溶接による溶け込み
溶接を行い、その結果、強度面並びに精度面とも良好な
コンプレッサー用羽根車の組立溶接ができる。しかも、
電子ビーム溶接や炭酸ガスレーザ溶接による溶け込み溶
接においては低入熱溶接のために、その溶接熱影響部が
硬くなって割れ易くなるが、その近傍に溶け込み溶接後
に施される隅肉溶接によって前記硬くなった部分の焼き
戻しが行われるので、割れにくくできる。
【００１４】
【実施例】以下図面により本発明の第１，第２の実施例
方法について説明すると、図１（ａ），（ｂ）はコンプ
レッサー用羽根車の正面図及び側断面図を示し、図２は
図１（ａ）の端部のＡ−Ａ断面図、図３は同図の端部以
外のＢ−Ｂ断面図である。
方法について説明すると、図１（ａ），（ｂ）はコンプ
レッサー用羽根車の正面図及び側断面図を示し、図２は
図１（ａ）の端部のＡ−Ａ断面図、図３は同図の端部以
外のＢ−Ｂ断面図である。
【００１５】実施例１ 最初に本発明の第１の実施例について説明すると、コン
プレッサー用羽根車の上板１，リブ３及び下板２（リブ
の厚さ５mm、リブの高さ８mm、リブのピッチ５０mm）を
用い、奥行１５０mmの狭間隙が１０個連なった狭間隙部
材の溶接組立を行なった。材質はクロム・モリブデン鋼
である。なお１ａは軸芯穴を示す。
プレッサー用羽根車の上板１，リブ３及び下板２（リブ
の厚さ５mm、リブの高さ８mm、リブのピッチ５０mm）を
用い、奥行１５０mmの狭間隙が１０個連なった狭間隙部
材の溶接組立を行なった。材質はクロム・モリブデン鋼
である。なお１ａは軸芯穴を示す。
【００１６】このような継手をまず前述の従来方法によ
り即ち図４に示す溶接開先４′をＴＩＧ溶接したが、溶
接金属５′の裏波ビード６′が溶落したり、あるいは裏
波が不足したり形成されなかったりした。その上溶接入
熱が大きいため、間隙高さが著しく変化し、不均一とな
った。
り即ち図４に示す溶接開先４′をＴＩＧ溶接したが、溶
接金属５′の裏波ビード６′が溶落したり、あるいは裏
波が不足したり形成されなかったりした。その上溶接入
熱が大きいため、間隙高さが著しく変化し、不均一とな
った。
【００１７】これに対し、本発明の方法では、図１〜図
３に示すように、まず上板１とリブ３の重ね合せ部を端
から端まで上板１側から電子ビーム溶接法によりリブ３
まで溶け込み溶接を行い、しかるのち、重ね合せ部の両
端部並びにその近傍部に両端からリブ厚さの２倍以上の
長さを行うとしてここでは３０mm長さの隅肉部に間隙部
からＭＩＧ溶接法による隅肉溶接を施して隅肉溶接部４
を形成させた。なお５は上板１側からリブ３まで溶け込
み溶接したときの電子ビーム溶接金属を示す。
３に示すように、まず上板１とリブ３の重ね合せ部を端
から端まで上板１側から電子ビーム溶接法によりリブ３
まで溶け込み溶接を行い、しかるのち、重ね合せ部の両
端部並びにその近傍部に両端からリブ厚さの２倍以上の
長さを行うとしてここでは３０mm長さの隅肉部に間隙部
からＭＩＧ溶接法による隅肉溶接を施して隅肉溶接部４
を形成させた。なお５は上板１側からリブ３まで溶け込
み溶接したときの電子ビーム溶接金属を示す。
【００１８】このようにして製造したコンプレッサー用
羽根車を用いて回転テストを実施した結果、所要の回転
性能を得ることができた。
羽根車を用いて回転テストを実施した結果、所要の回転
性能を得ることができた。
【００１９】実施例２ 次ぎに図１（ａ），（ｂ）に示す形状のコンプレッサー
用羽根車において、リブ３の両先端肉厚が２mmの超薄肉
でリブ３の中央部肉厚は８mm，リブ高さが８mm，リブピ
ッチ５０mmの狭間隙部材Ｔ継手の溶接組立を行った。材
質はクロム・モリブデン鋼である。
用羽根車において、リブ３の両先端肉厚が２mmの超薄肉
でリブ３の中央部肉厚は８mm，リブ高さが８mm，リブピ
ッチ５０mmの狭間隙部材Ｔ継手の溶接組立を行った。材
質はクロム・モリブデン鋼である。
【００２０】この継手をまず従来法で即ち図４〜図６に
示すように溶接開先４′をＴＩＧ溶接したが、リブ３′
の肉厚が変化しているため、溶接金属５′の裏波部が不
均一となり、良好な溶接部を得るのは困難である。
示すように溶接開先４′をＴＩＧ溶接したが、リブ３′
の肉厚が変化しているため、溶接金属５′の裏波部が不
均一となり、良好な溶接部を得るのは困難である。
【００２１】これに対し、本発明の方法では図１〜図３
に示すようにリブ３の肉厚が６mm以上の部分をまず上板
１側から電子ビーム溶接法により、リブ３まで達する電
子ビーム溶接金属５を形成する溶け込み溶接を行ない、
しかるのち、リブ３の肉厚６mm以下の部分の両端部並び
にその近傍部の隅肉部にＭＩＧ溶接法による隅肉溶接を
施して隅肉溶接部４を形成させた。しかる後本製造方法
により製作されたコンプレッサー用羽根車を用いて回転
テストを実施したが、所要の回転性能を得、良好であっ
た。
に示すようにリブ３の肉厚が６mm以上の部分をまず上板
１側から電子ビーム溶接法により、リブ３まで達する電
子ビーム溶接金属５を形成する溶け込み溶接を行ない、
しかるのち、リブ３の肉厚６mm以下の部分の両端部並び
にその近傍部の隅肉部にＭＩＧ溶接法による隅肉溶接を
施して隅肉溶接部４を形成させた。しかる後本製造方法
により製作されたコンプレッサー用羽根車を用いて回転
テストを実施したが、所要の回転性能を得、良好であっ
た。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述油した如く、本発明のコンプレ
ッサー用羽根車の製造方法によれば、次の効果がある。 （１）コンプレッサー用羽根車のリブを備えた下板と上
板との重ね合せ部におけるリブの長手方向少なくとも中
間部に上板側から電子ビーム溶接又は炭酸ガスレーザ溶
接による溶接入熱の少ない溶け込み溶接を行なった後、
前記重ね合せ部の両端部及びその近傍部に小型ＭＩＧ溶
接又はＴＩＧトーチを用いて溶接熱がバランスする隅肉
溶接を行なって、コンプレッサー用羽根車を溶接組立す
るため、溶接入熱が少ない前記溶け込み溶接の採用に伴
い溶接による変形を著しく少なくでき、この結果精度の
高いコンプレッサー用羽根車を得ることができる。 （２）又、使用時に応力がもっとも作用する重ね合せ部
の両端部を隅肉溶接するため、溶接開先が不要となりこ
の開先による切欠きが存在しないから、使用性能即ち疲
労破壊、脆性破壊等の懸念はなく、良好な継手性能を有
している。しかも、前記溶け込み溶接は溶接入熱が低い
ので、溶接影響部が硬くなって割れ易くなるにも拘ら
ず、その近傍への隅肉溶接の施しにより焼き戻すことが
できるから、割れにくくできる。この結果強度面で優れ
たコンプレッサー用羽根車を得ることができる。
ッサー用羽根車の製造方法によれば、次の効果がある。 （１）コンプレッサー用羽根車のリブを備えた下板と上
板との重ね合せ部におけるリブの長手方向少なくとも中
間部に上板側から電子ビーム溶接又は炭酸ガスレーザ溶
接による溶接入熱の少ない溶け込み溶接を行なった後、
前記重ね合せ部の両端部及びその近傍部に小型ＭＩＧ溶
接又はＴＩＧトーチを用いて溶接熱がバランスする隅肉
溶接を行なって、コンプレッサー用羽根車を溶接組立す
るため、溶接入熱が少ない前記溶け込み溶接の採用に伴
い溶接による変形を著しく少なくでき、この結果精度の
高いコンプレッサー用羽根車を得ることができる。 （２）又、使用時に応力がもっとも作用する重ね合せ部
の両端部を隅肉溶接するため、溶接開先が不要となりこ
の開先による切欠きが存在しないから、使用性能即ち疲
労破壊、脆性破壊等の懸念はなく、良好な継手性能を有
している。しかも、前記溶け込み溶接は溶接入熱が低い
ので、溶接影響部が硬くなって割れ易くなるにも拘ら
ず、その近傍への隅肉溶接の施しにより焼き戻すことが
できるから、割れにくくできる。この結果強度面で優れ
たコンプレッサー用羽根車を得ることができる。
【図１】本発明の１実施例方法で組立製造するコンプレ
ッサー用羽根車を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断
面図である。
ッサー用羽根車を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断
面図である。
【図２】図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】従来方法による溶接部の拡大斜視図である。
【図５】図４における溶接開先部の拡大断面図である。
【図６】図５の溶接開先部の溶接後の状態を示す断面図
である。
である。
１，１′ 上板 ２，２′ 下板 ３，３′ リブ ４ 隅肉溶接金属 ４′ 溶接開先 ５ 電子ビーム溶接金属 ５′ 溶接金属 ６′ 裏波ビード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深谷 保博 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 広実 常登 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献 特開 昭48−45448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−43779（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 9/00 501 B23K 9/235 B23K 15/00 501 B23K 26/00 310 B23K 28/02 B23K 9/16
Claims (1)
- 【請求項１】 リブ付板の上に溶接開先をとらずに上板
を重ね合せ、しかるのち、上板とリブの重ね合せ部を上
板側から電子ビーム溶接又は炭酸ガスレーザ溶接により
上板を貫通させてリブまで溶け込ませる溶け込み溶接を
前記リブの長手方向の少なくとも中間部に行なうととも
に、前記重ね合せ部の両端部並びにその近傍部を狭間隙
部から間隙部に入る小型ＭＩＧ又はＴＩＧトーチを用い
て隅肉溶接を行なうことを特徴とするコンプレッサー用
羽根車の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169011A JP2862102B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | コンプレッサー用羽根車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169011A JP2862102B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | コンプレッサー用羽根車の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05372A JPH05372A (ja) | 1993-01-08 |
| JP2862102B2 true JP2862102B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=15878680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3169011A Expired - Lifetime JP2862102B2 (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | コンプレッサー用羽根車の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862102B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003268804A (ja) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の構成部材の補強装置及びその補強方法 |
| JP4458109B2 (ja) | 2007-03-27 | 2010-04-28 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 溶接溝封止構造 |
| JP5061836B2 (ja) | 2007-10-10 | 2012-10-31 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 羽根車の溶接方法及び羽根車 |
| JP5100671B2 (ja) * | 2009-01-23 | 2012-12-19 | 三菱電機株式会社 | プロペラ羽根の製造方法、プロペラ羽根及び送風機 |
| JP5131237B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2013-01-30 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 羽根車およびその製造方法 |
| WO2012051642A1 (en) * | 2010-09-24 | 2012-04-26 | New Fluid Technology Pty Ltd | Impeller assembly method |
| JP5587918B2 (ja) * | 2012-01-10 | 2014-09-10 | 株式会社日立製作所 | 羽根車の溶接方法、溶接装置及び羽根車 |
| KR101383782B1 (ko) * | 2013-02-25 | 2014-04-10 | 주식회사 한라이비텍 | 고압가스 압축기용 쉬라우드 임펠러의 제작방법 |
| JP6758144B2 (ja) * | 2015-10-28 | 2020-09-23 | 株式会社荏原製作所 | 羽根車の製造方法 |
| US10502064B2 (en) * | 2017-08-07 | 2019-12-10 | United Technologies Corporation | Power beam welded cavity-back titanium hollow fan blade |
| CN109079362B (zh) * | 2018-10-17 | 2020-11-03 | 江西省莲花水轮机厂有限公司 | 水泵叶轮的加工方法 |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP3169011A patent/JP2862102B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05372A (ja) | 1993-01-08 |
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