JPS61265308A - タ−ビンダイヤフラムの溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はノズル翼を仕切板を介して内輪及び外輪と電子
ビーム溶接によシ固着するタービンダイヤフラムの溶接
方法に関する。

〔発明の背景〕

タービンダイヤフラムは第８図に示すように、多数のノ
ズル翼４を同心状に配置された仕切板３の開口を通じて
内輪１及び外輪２ｖｃ固着する。

通常、ノズル翼４ｖｃは１３Ｃｒ鋼、仕切板３及び内、
外輪１．２にはＣｒ　　Ｍｏ鋼が用いられている。従っ
て、ノズル翼４と内、外輪１，２との固着のために、多
大の浴接入熱による熱変形を伴う従来のサブマージドア
ーク溶接に替えて電子ビーム溶接を使用すると、接合さ
れる相互の金属材質が異なるため、熱起電力差に基づく
漂遊磁界により、電子ビームが曲げられ、電子ビーム溶
接部である溶接ビードが接合面から目外れして溶接欠陥
となる恐れがある。

この欠点を改善した電子ビーム溶接を利用したタービン
ダイヤフラムの溶接方法として、特公昭５３−３２４４
１号公報により、第９図に示したものが現在使用されて
いる。尚、多数のノズル翼４と二枚の仕切板３とを溶着
してリング状に形成したものを以後ノズルバンドと称す
る。っまり、第２図において、あらかじめノズル翼出口
部分に円周溝を加工したＣｒ　　Ｍｏ鋼よシなる仕切板
３の側面から放電加工又は電解加工等によりノズル翼断
面と同一形状の穴９を設け、穴１１に異種材質である１
　３　Ｃｒ鋼よシなるノズル翼４を挿入してここに穴１
１と円周溝部にＣｒ　　Ｍｏ材質の溶接金属５を肉盛溶
接し、ノズル翼４と仕切板３を固着し、ノズルバンドを
形成する。そして、この溶接金属５の外面を機械加工し
て仕切板３と同一面となる接合面を形成し、他のＣｒ　
　Ｍｏ鋼よりなる内輪１及び外輪２の接合面を突合わせ
、両接合面に電子ビームを照射して電子ビーム溶接部６
を形成することにより、タービンダイヤフラムヲ固着す
る。つまり、この溶接方法では電子ビーム溶接が直接施
される金属部材の材質を同一にすることによシ、溶接ビ
ードの曲がりを防止出来るという大きな効果が達成され
るが、低圧段ダイヤフラムのように、ノズル翼断面積が
３０−を越えるダイヤフラムでは、肉盛溶接される溶接
金属５の溶接量が多くなり、ノズルバンドの溶接変形が
生じ易くなる。この変形によりタービンダイヤフラムの
ノズル翼間で形成する蒸気噴口面積が不均一となると蒸
気タービン性能の低下につながることからタービンダイ
ヤフラムは非常に高精度が要求される。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、電子ビーム溶接を用いてタービンダイ
ヤフラムを溶接する場合に、電子ビーム溶接の溶接ビー
ドの曲りを防止するどど・もに溶液。

入熱による熱変形を極力少なくした高精度のタービンダ
イヤフラムの溶接手段を提供することＶｒ：ある。

〔発明の概要〕

発明の特徴は、円環状の仕切板の断面形状をＵ字形に加
工し、Ｕ字部の上面から底面にかけてノズル翼を挿入す
る孔部を多数開口し、次に各ノズル翼の端部を仕切板の
孔部に挿入し、ノズル翼に開先を設け、内輪及び外輪に
面した側よりノズル翼全周に溶接金属を溶接して仕切板
とノズル翼との溶着を行ない、更に、仕切板の内、外輪
の接する面を加工して形成した接合面と、内輪及び外輪
に形成しである他の接合面とを突合せ、この両接合面Ｖ
Ｃ′ｒ１１子ビーム溶接を施すことにょ多電子ビーム溶
接部を形成し、ノズル翼と内輪及び外輪とを固着させる
ようにしたことにある。

〔発明の実施例〕

本発明を適用したタービンダイヤフラムの溶接手段を図
面を参照して説明する。

第１図に示すように、タービンダイヤフラムの仕切板３
は材質が内輪１及び外輪２と同材質のＣｒ−Ｍ　ｏ鋼板
よりなり、板厚１２〜５０ｍ程度で冷間加工、或いは、
熱間加工でリング状に形成される。また、仕切板３の側
面３ａには内、外輪とは異なる材質の１３Ｃｒ鋼よりな
るノズル！４４を挿入できるように、ノズルの断面形状
の孔部９が放電加工又は電解加工により多数等間隔に開
口されている。この仕切板の断面は内、外輪と嵌合固定
するための溝７とノズル孔部の先端が狭く、ノズル翼４
と仕切板３との溶着が困難であるため仕切板３の内輪及
び外輪に面した側の側面３ａＶＣ仕切板３０周方向に沿
って＠５〜１５曙、深さ２〜１０關程度の円周溝８を設
けＣいる。次に、第２図に示すように、前述の円周溝８
の深はと同じ寸法で先端部の端面が加工され、かつ、先
端部以外の端面全周を３〜８聰程度面取り加工部１ｏが
施されたノズル翼４をそれぞれ同意に配置された二りの
仕切板３の穴部９ｖｃ挿入する。その後、第３図に示す
ように、内、外輪に面した側より溶接金属１３を溝部８
及びノズル翼端面の面取り加工部１１肉盛溶接して仕切
板３とノズル翼４との固着を行なう。次に、第４図、第
５図に示したように、仕切板３の側面に機械加工を施し
、内、外輪と接合させる接合面３ｂを形成する。更に、
第６図に示し念ように仕切板３とノズル翼４とを一体に
したノズＡ・バンドと内輪１及び外輪２との電子ビーム
溶接に際して、精度の高い開先寸法が要求される溶接作
業を容易にするために、スペーサバンド中央部の嵌合溝
ＩＩと内輪１、外輪２の突起部１２を嵌合わせ、その後
、第７図に示すように、内輪接合面１ｂとノズルバンド
接合面３ｂ、外輪接合面２ｂノズルバンド接合面３ｂと
に電子ビーム溶接６を直接施して電子ビーム溶接６を形
成し、ノｌＸヤｚ＜７ｒ−ｔ’ある。８２翼。及。仕切
板、を内、外輪１，２に固着する。りｉり、電子ビーム
が直接施される金属部材である仕切板３、内輪１、外輪
２とも共に同材質で形成することによって、電子ビーム
溶接のビード曲が９を防止して溶接欠陥の発生を防いで
いる。

更に、仕切板３の側面３８に形成した円周溝８とノズル
翼端面面取シ加工部１０内に溶接金属】、３を溶着する
だけで、従来のように穴部９の全部に亘って溶接金属を
肉盛る必要が無くなフ、溶接金属量を１／３〜１／４　
程度にしうる。従って、溶接時の入熱によるタービンダ
イヤフラムの変形を半減し、ノズル翼間で構成する蒸気
噴口面積の不均一による蒸気タービン効率の低下を防止
できる。

更に、従来は電子ビーム溶接部６が、溶接金属５を溶融
する時、溶接金属５内の酸素、窒素等のガス成分が放出
され、これが電子ビーム部のボイド等の欠陥発生につな
がる危険があったが本発明によればこの心配は無くなる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電子ビーム溶接を用いた非常に高精度
の低圧段タービンダイヤフラムの溶接が達成可能になる
。

【図面の簡単な説明】

８１図は仕切板の構造を表わす本発明の一実施例の斜視
図、第２図はノズ／Ｉ／ｊｔを仕切板に組込ん・＼ だ状態を示す本発明のノズルバンドの斜視図、第３図は
ノズル翼と仕切板との溶着を行なう溶接状態を示す第２
図の■矢視図、第４図は第３図の■−■矢視断面図、第
５図は第３図のＶ−■矢視断面図、第６図はノズルバン
ドと内、外輪との固着前の状態を示す本発明の斜視図、
！７図は電子ビーム溶接を施こしたタービンダイヤフラ
ムの溶接構造を示す本発明の断面図、第８図はタービン
ダイヤフラムの概略を示す正面図、第９図は電子ビーム
溶接を用いたタービンダイヤフラムの溶接構造図である
。 ３・・・仕切板、３ｂ・・・接合面、８・・・円周溝、
９・・・穴部　ｌ　目 第　２　口 第　３　口 第　６　図 第　８　図 第　９　圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円環状の仕切板の側面にノズル翼を挿入する穴を多
   数開口させ、前記ノズル翼を前記穴に挿入後、内輪及び
   外輪と面した側より溶接金属を溶接して前記仕切板と前
   記ノズル翼との溶着を行なつた後、前記内輪、前記外輪
   に電子ビーム溶接を施し、前記ノズル翼と前記内輪及び
   前記外輪を固着させるタービンダイヤフラムの溶接方法
   において、ノズル先端部を前記仕切板の円周溝深さに合
   わせて段付加工し、更に段付部以外の端面全周を面取り
   加工し、前記仕切板と前記ノズル翼とを前記円周溝と前
   記ノズル翼の面取り部に溶接金属を溶接して溶着したこ
   とを特徴とするタービンダイヤフラムの溶接方法。 ２、内輪及び外輪と面した側の仕切板の側面及び前記内
   輪、前記外輪に円周方向に沿つた嵌合溝及び突出部を設
   け固定した後に電子ビーム溶接するタービンダイヤフラ
   ムの溶接方法において、前記嵌合溝及び前記突出部の幅
   を前記ノズル翼の全幅に合わせたことを特徴とするター
   ビンダイヤフラムの溶接方法。