JP4503119B2 - 超高速イナーシャ溶接方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の背景】
この発明は全体的にイナーシャ溶接、更に特定して言うと、超合金のイナーシャ溶接に関する。
【０００２】
超合金は、運転時の適当な有効寿命が得られるようにしながら、厳しい高温環境に耐える為に、航空機用ガスタービン機関に使う為に開発された。タービン機関に対する典型的な超合金は、種々の英数字表記で表したインコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ）、ワスパロイ（Ｗａｓｐａｌｏｙ）、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）及びルネ（Ｒｅｎｅ）を含む種々の商品名で知られている高強度の耐熱性ニッケル基合金である。こういう超合金は、ＡＭＳ仕様による業界の名称をも持っている。
【０００３】
こういう超合金は、高温燃焼ガスの流れにさらされるガスタービン機関内の高温で実質的に高い材料強度を実現することに伴う特定のミクロ組織を持っている。機関の回転子及び固定子の両方の部品が、重負荷のときに高温燃焼ガスにさらされ、機関の運転中に高いレベルの応力を受ける。こういう部分に超合金を使うことにより、その適当な有効寿命を実現する為に厳しい環境に対処する。
【０００４】
機関の比較的大形の超合金部品は、典型的には固定子部品であって、例えば燃焼器、タービン及び圧縮機の構造的なケーシング及び圧力容器を含み、これらは一例としては１０−８０インチの範囲内の外径を持つことがある。これに対応して、羽根及び支持円板のような回転子部品は、直径が一層小さい。
【０００５】
回転子及び固定子の超合金部品は、欠陥又は強度低下を招かずに、超合金材料自体の完全さを保ちながら、特定の寸法及び形に製造しなければならない。
【０００６】
更に、機関の種々の部品は、溶接等により、互いに固定して結合しなければならない。典型的な形の溶接は、親材料を局部的に溶融し、それに伴ってそのミクロ組織が変化して、それによってその高温強度能力が目立って低下するので、超合金の溶接には役立たない。従って、典型的には、超合金部品は、親材料が溶融しないイナーシャ溶接を使って溶接される。
【０００７】
イナーシャ溶接では、第１の工作物を特定の速度まで回転させ、第２の工作物を第１の工作物と強制的に摩擦係合させ、摩擦熱を発生させて、接触領域で溶融せずに、２つの部品を溶接する。イナーシャ溶接は、特定の材料に対して高い鍛造温度を必要とする鍛造過程である。上の方の鍛造温度は、典型的には材料に対する融点であり、その結果ミクロ組織に起こる変化を考えると、超合金のイナーシャ溶接でこの融点に達してはならない。下の方の鍛造温度は、実際にイナーシャ溶接が行われる最低温度である。
【０００８】
普通の多くの材料は広い鍛造温度範囲を持っており、普通のイナーシャ溶接機を用いて容易にイナーシャ溶接が可能である。しかし、超合金に使用し得るイナーシャ溶接範囲は比較的小さく、例えば、ニッケル基超合金では約２００゜Ｆ又はそれ以下であり、これが超合金の溶接で重大な問題を招く。それは、イナーシャ溶接が精密に行われないと、溶接された部品に起こる損傷により、それらの部品が使い物にならなくなるからである。機関の超合金部品は可成り高価であるから、１つの部品だけでも、正しくイナーシャ溶接出来ないことは、非常にコスト高になる。
【０００９】
従って、それ相応の費用をかけた品質認定試験で、特定のプロセス・パラメータを決定した後、それ程高価でなく、比較的小さい機関の回転子部品が首尾良くイナーシャ溶接されてきた。
【００１０】
典型的なイナーシャ溶接機は第１及び第２の向かい合ったヘッドを持ち、第１及び第２の工作物を互いに向かい合わせてこのヘッドに固定して取付けることが出来る。第１のヘッドは回転自在であって、適当なモータから動力を受け、このヘッド及び第１の工作物を精密な回転速度まで回転させる。第２のヘッドは回転不能であって、単に第２の工作物を支持している。
【００１１】
第１のヘッドが１つ又は更に多くのはずみ車を持っていて、２つの工作物の溶接を行う為の回転慣性を発生する。第２のヘッドは動力を供給されたピストンによって軸方向に並進可能であり、このピストンが第１及び第２の工作物を可成りの圧縮溶接荷重の下に互いに係合させる。従って第２の工作物が回転している第１の工作物に摩擦係合して制動し、その間の接触区域に摩擦発熱を生じ、それがその温度を高めて、溶融を伴わないイナーシャ溶接を実現する。
【００１２】
イナーシャ溶接には４つの制御変数しかない。これらは、寸法及び形のような工作物の形状と、加えられた溶接荷重並びに係合した２つの工作物の接触区域に於ける対応する溶接応力と、典型的には、回転速度及び接触区域に於ける半径に基づく、接触区域に於ける表面速度によって表される２つの工作物の初期接触速度と、最後に、はずみ車の質量慣性モーメントに基づく接触区域に於ける単位エネルギ入力とであり、この慣性モーメントは典型的にははずみ車重量と回転半径の自乗との積であるはずみ車関数によって表される。
【００１３】
何年にも互り、可成りの費用をかけて、種々の高強度タービン合金に対するイナーシャ溶接過程の精密なパラメータが開発されてきた。タービン回転子部品は機関全体の性能、信頼性及び寿命の決め手であるから、材料に要求されるミクロ組織を変え、それに対応してその強度を低下させて、機関内でそれらを使い物にならなくするような初期の溶融を伴わずに、有効なイナーシャ溶接を確実にする為には、実証済みのプロセス・パラメータに絶対的に従うことが要求される。例えば、機関の典型的な重要な回転部品は、フアン、圧縮機、タービン及び軸部品を含んでいて、これらはインコネル７１８、ルネ９５及びルネ８８のようなニッケル基の超合金で形成されている。
【００１４】
こういう超合金に対して従来実証されているプロセス・パラメータは、溶接応力が２５，０００−７０，０００ ｐｓｉの範囲内、単位エネルギ入力が約２５，０００−９０，０００フィートポンド／平方インチの範囲内、そして初期接触速度が、毎分表面フィートで測定して、好ましい範囲が約４００−５５０ＳＦＭで、初期の溶融を含めた溶接欠陥を防止する為に７５０ＳＦＭを越えないことである。
【００１５】
典型的なイナーシャ溶接機は寸法が限られており、その為、ガスタービン機関に見られる大形部品の多くを収容することが出来ない。動作上の寸法限界は、エネルギ（はずみ車の制約を含む）、溶接する工作物の物理的な外側寸法、溶接される面の断面積、機械速度（回転速度並びに／又は表面速度で表す）、接触圧力等のようないくつかのプロセス・パラメータの１つ以上に関係することがある。
【００１６】
従って、イナーシャ溶接機は、一層大形の固定子部品ではなく、比較的小形の回転子部品の溶接に使われるのが典型的である。その為、固定子部品は他の方法で結合しなければならないが、これは典型的には、一体の大径インベストメント鋳造、一体のシームレス大径圧延鍛造又は他の種類の溶接過程を用いた製造というような他の製造方法を用いて行われている。
【００１７】
しかし、こういう製造方法は、時間消費量、費用、一層高い欠陥レベル、並びにイナーシャ溶接パラメータを精密に制御することの難しさを含めて、ガスタービン機関の大形固定子部品を作るのに使われるとき、１つ又は更に多くの欠点を持っている。更に、大形タービン固定子部品に対するある高強度材料は、従来の方法を用いては製造することが出来ない。例えば、ワスパロイの名前で知られているニッケル基の超合金はインベストメント鋳造が出来ず、ガスタービンに使うのに要求される品質のレベル及び完全さには容易に溶接することが出来ない。
【００１８】
従って、市場で入手し得るイナーシャ溶接装置を使って、ガスタービン機関の大形の超合金固定子部品を製造する改良されたイナーシャ溶接方法を提供することが望ましい。
【００１９】
【発明の簡単な要約】
第１の工作物を約７５０表面フィート／分より高い初期接触速度まで回転させ、溶接荷重の下に、第１及び第２の工作物を摩擦係合させて、その間でイナーシャ溶接を行うことにより、第１及び第２の超合金工作物がイナーシャ溶接される。
【００２０】
この発明の好ましい実施例並びにその他の目的及び利点は、以下図面について詳しく説明するところに更に具体的に述べられている。
【００２１】
【発明の詳しい説明】
図１には、任意の適当な形を持っていてよい第１及び第２の工作物又は部分１２、１４をイナーシャ溶接するイナーシャ溶接機１０が示されている。図示の実施例では、工作物が環状部材であって、航空機用ガスタービン機関の燃焼器、タービン又は圧縮機の構造的なケーシング又は圧力容器として使う為にイナーシャ溶接される。工作物が互いに同軸に整合していて、そこでイナーシャ溶接を行う向かい合った溶接準備部分又は接触区域１６を持つ。溶接準備部分１６は平均直径Ｄ及び溶接準備部分の厚さＴを有する。
【００２２】
溶接機１０が、第１の工作物１２が適当に固定して取付けられた第１の回転ヘッド１８、及び第２の工作物１４が適当に固定して取付けられる第２のヘッド２０を有する。第１のヘッド１８が、毎分回転数（ＲＰＭ）で表した適当な回転速度で動作中に回転させられるように、流体圧モータのような適当なモータ２２に作動的に結合されている。第１のヘッドには１つ又は更に多くの環状はずみ車２４が適当に取付けれられており、これらを選択的に使って、イナーシャ溶接エネルギを得る為の第１のヘッドの回転質量慣性モーメントを制御する。
【００２３】
モータ及び第１のヘッドが、その一端で支持枠２６に適当に取付けられ、第２のヘッド２０が枠２６の他端で適当なトラック又はキャリッジ２８に担持されている。第２のヘッド２０はトラック２８上で回転自在ではなく、トラック２８が流体圧ピストン３０に作動的に結合され、このピストンは枠２６上でトラック２８を水平に並進させて、例えばポンド数で表した特定の溶接荷重又は力Ｆの下に、溶接準備部分１６で第１及び第２の工作物を係合させるように構成されている。
【００２４】
図１に示すイナーシャ溶接機１０は、形及び基本的な動作は普通のものであり、実施例では、インディアナ州サウス・ベンドのマニュファクチュアリング・テクノロジ・インコーポレーテッド（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．：ＭＴＩ）からモデル（Ｍｏｄｅｌ）８００として市場で入手し得るものである。
【００２５】
イナーシャ溶接では、第１のヘッド１８及びそれに取付けられた第１の工作物１２が予定の回転速度まで加速され、その後、ピストン３０を作動してトラック２８及びそれに取付けられた第２の工作物１４を、予定の溶接荷重Ｆの下に溶接準備部分１６で第１の部分と摩擦係合させる。溶接荷重が加えられると、モータ２２が第１のヘッド１８から切離される。流体圧モータの場合、これは単に流体圧力を遮断することによって達成され、はずみ車２４の慣性が係合している溶接準備部分にエネルギを加え、この溶接準備部分は第２の工作物１４が回転している第１の工作物１２を摩擦によって制動するときに、摩擦発熱する。
【００２６】
溶接準備部分１６で発生された摩擦が、２つの工作物の温度を局部的に、工作物の融点よりは低いが、図２に示した一例のフローチャートに示すように、その間に鍛造による摩擦溶接部３２を実現する位に高い温度まで高める。
【００２７】
図２は、図１に示した溶接機１０を使って２つの工作物をイナーシャ溶接するこの発明の好ましい実施例による基本的な工程をも示している。
【００２８】
イナーシャ溶接を行うときには４つの制御パラメータがある。基本的には、イナーシャ溶接が対応する環状の溶接準備部分１６で行われるのであるから、工作物１２、１４の寸法及び形を含む形状が１つのパラメータである。前に述べたように、部分の寸法は、所定の形式のイナーシャ溶接機で物理的に支持される為の因子であると共に、利用し得るはずみ車の慣性に関係する、イナーシャ溶接を行うのに必要なエネルギ量に対する因子でもある。
【００２９】
第２の制御パラメータは、典型的にはポンド／平方インチ（ｐｓｉ）で表される、単位面積当たりの対応する圧縮の溶接応力又は荷重を実現する為に、溶接準備部分１６に加えられる溶接荷重Ｆである。
【００３０】
第３の制御パラメータは、典型的には平方インチで表した接触面積に互るフィートポンドで表される、イナーシャ溶接を行う為の溶接準備部分に加えられる単位エネルギ入力である。単位エネルギは、回転する第１のヘッド１８及びそれに取付けられたはずみ車２４の質量慣性モーメントによって生じ、これは個々のはずみ車２４を追加したり、差引いたりすることにより、有限回数の増分によって調節することが出来る。
【００３１】
第４の制御パラメータは、典型的には表面フィート／分（ＳＦＭ）で表される溶接準備部分１６に於ける回転する第１の工作物１２の初期接触速度であり、これは溶接準備部分１６に於ける円周長とＲＰＭで表した回転速度との積である。
【００３２】
図１及び２に示す実施例では、２つの工作物１２、１４が、航空機用ガスタービン機関の種々の高温部分の部品に使われる高強度の耐熱性の超合金材料で形成されている。典型的なタービン超合金はニッケル基であって、その融点よりも約２００°Ｆ低い極端な鍛造温度範囲を持っている。
【００３３】
例えば工作物１２、１４の超合金材料がニッケル基であって、インコネル７１８、ルネ９５及びルネ８８のような種々の合金の名称を持ち、その何れも普通に知られている対応するＡＭＳ仕様を持つような、インコネル、ワスパロイ、ハステロイ及びルネの商品名で市場で入手し得るものを含んでいてよい。
【００３４】
前に述べたように、イナーシャ溶接機１０が、米国では、ニッケル基超合金で形成された比較的小形のガスタービン機関の回転子部分のイナーシャ溶接に長年に互って商業的に使われてきた。しかし、ニッケル基超合金で形成されたガスタービン機関の一層大形の高温部分の固定子部品のイナーシャ溶接は、適当なイナーシャ溶接を実現するのに十分なエネルギを加えるイナーシャ溶接機の動作上の寸法限界の為に、これまで出来なかった。この動作上の寸法限界に打勝つような一層大形のイナーシャ溶接機の設計及び製造は、種々の技術的な制約の為に現在では思いのまゝにならず、その結果、この発明が為された。
【００３５】
例えば、この発明は、ニッケル基超合金から作られた２つの工作物１２、１４のようなガスタービン機関の比較的大形の高温部分の固定子部品をイナーシャ溶接する為に、普通のイナーシャ溶接機を使うことが出来るようにする。工作物１２、１４によって表される固定子部品は、溶接準備部分に於ける平均直径Ｄが約１０インチ乃至約８０インチの範囲である。
【００３６】
１つの例では、工作物１２、１４が、この発明に従ってイナーシャ溶接によって互いに結合される燃焼器のケーシング又は低圧タービンのケーシングの部分である。一例としての燃焼器のケーシングの寸法では、工作物は溶接準備部分に於ける平均直径が約４２インチであり、低圧タービンのケーシングの例では、溶接準備部分に於ける平均直径が約７２インチである。こういう例のケーシングに対する特定のニッケル基超合金はワスパロイである。
【００３７】
固定子部品の直径が比較的大きい為、そのイナーシャ溶接には、適当に大きなイナーシャ溶接機が必要である。上に挙げたモデル８００イナーシャ溶接機は、物理的な寸法の容量はあるが、従来実証されたプロセス・パラメータの下でイナーシャ溶接を行うのに十分なはずみ車重量が欠ける。大形の固定子の工作物は、これまでに溶接機で溶接されていたのとは異なる形及びより大きなエネルギを必要とするから、対応するイナーシャ溶接パラメータが必要である。部品の寸法を今示したが、溶接荷重、初期接触速度及び単位エネルギ入力という残りの３つのイナーシャ溶接パラメータを決定しなければならない。
【００３８】
溶接荷重は他の２つのパラメータとは無関係であり、溶接サイクルの始めに於ける接触面積を計算することによって定まる。２つの固定子部品の内の大きい方、即ち溶接準備部分１６に於ける平均直径が約７２インチであり、溶接準備部分の厚さＴが約３００ミルである低圧タービン・ケーシングでは、接触面積は普通のように、６７．９平方インチと決定される。
【００３９】
タービン回転子に対して従来使われていたニッケル基超合金に対して従来実証された溶接応力は、約２５，０００−７０，０００ ｐｓｉの範囲である。溶接応力は、経験によると、肉厚及び溶接される特定の超合金の関数として変化する。
【００４０】
許容し得る溶接応力をこの範囲の最小値と仮定すると、必要な溶接荷重は、応力及び接触面積の積として、１，６９８，０００ポンドと計算される。モデル８００イナーシャ溶接機は、４，５００，０００ポンドの溶接荷重能力を持ち、計算された溶接荷重は十分この範囲内にある。
【００４１】
初期接触速度及び単位エネルギ入力は、従来実証されているところでは、溶接される特定の合金及び溶接準備部分の接触面積の関数であり、次のような関係を持つ。
【００４２】
Ｅ＝ＷＫ²ＲＰＭ²／５８７３Ａ （１）
ＲＰＭ＝１２ＳＦＭ／πＤ （２）
ここでＥはフィートポンド／平方インチで測った単位エネルギ入力であり、ＷＫ²ははずみ車関数又はパラメータであり、Ｗがはずみ車重量、Ｋが回転半径である。初期接触回転速度は、毎分回転数（ＲＰＭ）で測られる。円周方向の初期接触速度は、平均直径Ｄに於ける表面フィート／分（ＳＦＭ）で測られる。溶接準備部分の接触面積Ａは前に決定してある。
【００４３】
従来初期接触速度及び単位エネルギ入力が、イナーシャ溶接を使って処理することが出来る部分の寸法を左右していた。超合金では、単位エネルギ入力は約２５，０００乃至約９０，０００フィートポンド／平方インチの普通の範囲に制限されている。
【００４４】
更に、超合金に対する初期接触速度ＳＦＭは、約４００−５５０ＳＦＭの普通の範囲に制限されており、例えば溶接継目に於ける超合金の結晶粒界に沿ったミクロ組織的な初期の溶融による品質不良のイナーシャ溶接部を防止する為に、７５０ＳＦＭを越えることはなかった。
【００４５】
一層大形の工作物に対するイナーシャ溶接は、必然的にイナーシャ溶接を行う為のエネルギをそれに対応して増加することを必要とするから、初期接触速度及びはずみ車の慣性モーメントを増加することによって、エネルギを増加することが出来る。しかし、イナーシャ溶接の制御パラメータの相互関係を考えると、望ましくないイナーシャ溶接は工作物に永久的な損傷を与え、実質的に金銭を無駄にすることであるから、これは勝手に行うことは出来ない。
【００４６】
式（１）は必要とされるはずみ車の寸法を決定する為に、次のように書き直すことが出来る。
【００４７】
ＷＫ²＝Ｅ５８７３Ａ／ＲＰＭ² （３）
７５０ＳＦＭの最大の初期接触速度及び例として示した５０，０００フィートポンド／平方インチの単位エネルギ入力を使う上に述べた特定の例では、式（３）から１２，５８７，０００ポンドフィート・フィートが必要になる。モデル８００溶接機から利用し得る最大のはずみ車パラメータ又は慣性は、基本的な機械では１，０００，０００であり、特別に構成したその大形機では２，０００，０００である。何れの場合も、溶接機は、従来のやり方で、イナーシャ溶接を行うのに十分な量のはずみ車慣性を与えることが出来ない。従来のやり方に従って、式（３）の種々のパラメータを調節することにより、はずみ車慣性を更に減らすことが出来るが、それでもモデル８００溶接機の能力よりも実質的に高い。
【００４８】
この発明では、エネルギ式（１）は次のように書き直すことが出来る。
【００４９】
ＲＰＭ²＝Ｅ５８７３Ａ／ＷＫ² （４）
回転速度の式（２）は次のように書き直すことが出来る。
【００５０】
ＳＦＭ＝ＲＰＭπＤ／１２ （５）
上に述べた例の５０，０００フィートポンド／平方インチの単位エネルギ入力Ｅ及び６７．９平方インチの接触面積では、式（４）から、９９．８ＲＰＭという必要な回転速度が計算され、これは全てのはずみ車２４をその上に取付けた特定の溶接機で、２，０００，０００ ＷＫ²という最大はずみ車慣性を得れば、その動作限界内である。これに対応して、初期接触速度の式（５）では、１８８０ＳＦＭが必要になるが、これは従来のやり形による４００−７５０ＳＦＭの範囲より可成り高い。
【００５１】
約５００ミルに厚さＴを増加した別の形の工作物１２、１４で、最小の単位エネルギ入力及び最大のはずみ車慣性を使うと、回転速度は約１２８．９ＲＰＭと計算することが出来、これは２４００ＳＦＭの初期接触速度に対応し、これは従来の限界よりまだ更に高い。
【００５２】
この発明では、式（４）及び（５）から得られる洞察に基づいて、そしてこれは規模を縮小した開発試験によって確かめられたことであるが、第１の工作物１２を約７５０ＳＦＭより高い初期接触速度まで回転させ、その後溶接荷重の下に、第２の工作物１４が回転させた第１の工作物と摩擦係合して、その間でイナーシャ溶接３２を実現するという、第１及び第２の超合金工作物１２、１４をイナーシャ溶接する改良された方法が発見された。この超合金の超過速度イナーシャ溶接は、はずみ車パラメータをこれに対応して調節することによって可能である。
【００５３】
この発見は、初期の溶融又はその他の溶接の欠陥を伴わずに、イナーシャ溶接の動作パラメータを新しい組合せに拡大して、従来不可能であったようなずっと大きな超合金工作物のイナーシャ溶接を可能にする。従来の溶接機１０を使って、約２５，０００乃至約９０，０００フィートポンド／平方インチの実証済みの範囲内でイナーシャ溶接に単位エネルギ入力を加えることが出来ると共に、従来の溶接機の能力の範囲内の溶接荷重Ｆを、溶接準備部分１６に於ける工作物の接触面積及び約２５，０００乃至約７０，０００ｐｓｉの実証された範囲内の溶接応力の積によって定められた通りに使うことが出来る。
【００５４】
第１の工作物１２は、単位エネルギ入力Ｅと接触面積Ａの積を、定数５８７３を含めて、式（４）に示されているようにはずみ車パラメータＷＫ²で除した値の関数である初期接触速度ＳＦＭまで回転させる。
【００５５】
この改良されたイナーシャ溶接方法の規模を縮小した開発試験では、初期接触速度は、ニッケル基超合金に許容し得る溶接を実現する為に、約３０００ＳＦＭという高い値でもよいことが実証された。超合金のイナーシャ溶接に於けるこの重要な改良により、従来のイナーシャ溶接機ではこれまで出来なかったガスタービン機関の大形固定子部品のイナーシャ溶接が出来るようになる。溶接準備部分１６に於ける平均直径が１０インチ乃至約８０インチという大きな値に及ぶ範囲内のタービンの高温部分の部品も、首尾良くこの方法ではイナーシャ溶接することが出来る。
【００５６】
この改良されたイナーシャ溶接方法は、代りに初期接触速度を選択的に増加して、イナーシャ溶接部に必要な単位エネルギ入力を実現することにより、従来のイナーシャ溶接機の能力を、はずみ車慣性の容量を越えて拡大する。改良された方法は、超合金にこれまで可能ではなかった高品質及び完全さの高いイナーシャ溶接部を一貫性を持って作るように、正確に制御される。この改良された方法は、大形の超合金のタービン固定子部品に用いて、コスト及びその製造サイクル時間の大幅な減少をもたらすことが出来る。
【００５７】
この発明の好ましい実施例と考えられるものを説明したが、以上の説明から、当業者にはこの発明のこの他の変更が考えられよう。従って、特許請求の範囲は、この発明の範囲内に属するこのようなすべての変更を包括することを承知されたい。
【００５８】
従って、特許として求めるのは、特許請求の範囲に記載された発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の新規な方法に従って操作される従来のイナーシャ溶接機の略図。
【図２】この発明の好ましい実施例による超合金部品をイナーシャ溶接する改良された方法を示すフローチャート。

Claims (5)

1. 第１及び第２の超合金工作物をイナーシャ溶接する方法であって、
   前記第１及び第２の工作物がガスタービン機関の高温部分の環状の固定子部品であり、
   該環状の固定子部品は同軸に整合して向かい合った接触区域（１６）を持ち、該接触区域（１６）は、２５.５ｃｍ（１０インチ）乃至２０３.２ｃｍ（８０インチ）の範囲内の平均直径および０．７６２ｃｍ乃至１．２７ｃｍ（３００ミル乃至５００ミル）の範囲内の厚さを持ち、
   前記第１の工作物を２２９表面メートル／分（７５０表面フィート／分）より高い初期接触速度まで回転させ、溶接荷重の下に前記第１及び第２の工作物を摩擦係合させてその間でイナーシャ溶接を行う工程を含む方法。
2. 前記超合金が耐熱性のニッケル基超合金である請求項１記載の方法。
3. 前記超合金がその融点より９３.３℃（２００゜Ｆ）低い鍛造温度範囲を持っている請求項１又は２に記載の方法。
4. 更に、５２６３１.５８ｋｊ／ｍ ^２ 乃至１８９４７３.７ｋｊ／ｍ ^２ （２５，０００乃至９０，０００フィートポンド／平方インチ）の範囲内の単位エネルギ入力を前記イナーシャ溶接部に加える工程を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第１及び第２の工作物が接触面積を持ち、前記溶接荷重が該接触面積と、１７２.４乃至４８２.６メガパスカル（２５，０００乃至約７０，０００ ｐｓｉ）の範囲内の溶接応力との積である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。

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