JPS6326285A - 羽根車の溶接組立方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は羽根車の溶接組立方法に係り、特に電子ビーム
溶接による羽根車の溶接組立方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般に真空中で高速に加速された電子を被溶接物に衝突
させ、その運動エネルギを熱エネルギに変換させて溶接
する電子ビーム溶接法は知られている。その電子ビーム
溶接は厚板でも一層で溶接でき、エネルギ密度が高いの
で熱影響部や溶接歪を少なくできる等の特徴から近年羽
根車の溶接組立方法に採用されている。第５図に示す如
く、羽根車ａは円板にて形成された上板（クラウンプレ
ート）ｂと底板（ディスクプレート）Ｃとの間に起立し
て位置された複数個の羽根ｄとから成っている。そして
、この羽根車ａの溶接継手形状を第６図の（△）に示す
如く、上板す及び底板Ｃの間に羽根ｄを挟持して溶接継
手を形成したものと、第６図（Ｂ）に示す如く上板す或
いは底板Ｃから羽ｌｉｄを削り出しにより一体的に形成
し、これを底板Ｃ又は上板すに当接させて溶接継手を形
成したものとがある。

そして上記上板す又は底板Ｃと羽根ｄとはＴ継手形状を
呈するように形成され、上板す又は底板Ｃと羽根ｄとの
当接部乙は直状に形成されていた。

上記羽根車ａの構造上、上板すと底板Ｃとの間隔が狭い
場合には、上根す又は底板Ｃと羽根ｄとのＴ継手を内方
から被覆アーク溶接等により隅肉溶接することが困難で
あるため、上板す又は底板Ｃと羽根ｄとを上板す又は底
板Ｃの外面から羽根ｄを上記電子ビーム溶接することに
より組立てている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来、電子ビーム溶接を採用した羽根車の溶
接組立方法にあっては以下のごとき問題点があった。

第７図に示す如く、上板す又は底板Ｃと羽根ｄとを通常
のＴ継手形状に形成して、上板す又は底板Ｃの外面から
羽根ｄをストレートピードに電子ビームを集束して電子
ビーム溶接すると、上板す又は底板Ｃと羽根ｄとの当接
部分に完全な溶込みが得られず、融合不良部ｒが形成さ
れ、この融合不良部ｒにおいて応力集中による切欠き感
受性が高くなり、疲労強度が著しく低くなるという問題
があった。

また、第８図に示す如く、上記融合不良部ｒを解消すべ
く溶込み巾を広く電子ビーム溶接すると上板す又は底板
Ｃと羽根ｄとの間に形成されているＴ継手の隅肉部に裏
波部９の垂込みが大きく成り、裏波部りの垂込みをグラ
インダ等にて切削加工して除去しなければならないとい
う問題があった。

そこで、これらの問題点を解決すべく第９図及び第１０
図に示すごとき提案が特公昭５０−１９５０２号公報に
て成された。図示するように、これは上板す又は底板Ｃ
と、その端部りが傘形に加工された羽根ｄとをＴ継手形
状に形成すると共に、上板す又は底板Ｃの外面当該部に
凹陥部ｉを形成した溶接継手を採用し、上板す又は底板
Ｃの外面から電子ビーム溶接により初層ｊを形成した後
、上記凹陥部ｉを肉盛溶接にするというものであった。

黙しながら、この提案にあっては羽根ｄの当接部りを傘
形に形成するため、溶込み巾を広く電子ビーム溶接して
も裏波の垂込みはないが、裏波が傘形に形成された当接
部りよりも外方に形成されないので、裏波を露出させる
ためにはこの傘形に形成された当接部りを羽根車ａの内
方からグラインダ等にて切削加工しなければならず、特
に上板すと底板Ｃとの間隔が狭い羽根車ａにあっては内
部にグラインダが入りづらく加工作業が困難であるとい
う問題があった。

上述のごとき問題点に鑑みて本発明は上板又は底板と羽
根とのＴ継手の隅肉として切削加工等を施すことなく電
子ビーム溶接により良好な裏波が形成でき、疲労強度が
向上できる羽根車の溶接組立方法を提供することを目的
とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 羽根車の溶接組立方法における問題点を解決するために
本発明は上板又は底板と、その当接部が直状に形成され
た羽根とをＴ継手形状に形成すると共に、上記上板又は
底板の外面に上記羽根に向けて所定の深さを有する凹陥
部を設けて、この凹陥部の底部の巾を上記羽根の当接部
の肉厚と同等以上に拡幅して形成し、この凹陥部の底部
からこれと羽根とを電子ビーム溶接して上記Ｔ継手の隅
肉部に裏波を有するるように初層を形成した後、上記凹
陥部内に共金糸材を電子ビームで溶かして肉盛するよう
にしたものである。

［作　用〕 上述の如く成されることにより、上記上板又は底板とそ
の当接部が直状に形成された羽根とのＴ継手の隅肉部に
垂込みのない良好な裏波が形成され、切欠き形状となら
ず、応力集中による切欠き感受性が低く成り、疲労強度
が向上されるものである。

［実施例〕 次に本発明の羽根車の溶接組立方法を添付図面に従って
詳述する。

第５図及び第６図に示した如く、羽根車は上板（クラウ
ンプレート）及び底板（ディスクプレート）の間に複数
個の羽根（ベーン）が起立して位置されて組立てられる
。

第゛１図は本発明の羽根車の溶接組立方法に採用する溶
接継手形状を示すものである。図示するように、羽根車
１の上板２又は底板３と羽根４とをＴ継手形状に形成す
る。このＴ継手形状は上板２又は底板３と羽根４とが密
着状態であっても、電子ビーム溶接に支障の無い程度に
隙間があっても良い。また、この羽根４の当接部５は直
状に形成されており、上記上板２又は底板３の外面には
羽根４へ向けて所定の深さＤを有する凹陥部６を設ける
。この凹陥部６は上方が拡幅された断面台形等に形成さ
れ、羽根４の長手方向に沿って円弧状に形成されており
、上記所定の深さＤは上板２又は底板３の外面に凹陥部
６を形成した部分の残肉厚ＴＩが一定と成るように上板
２又は底板３の肉厚に応じて所定の深さＤを設定する。

この残肉厚Ｔ１は適用する電子ビーム溶接の溶接電流等
の関係から適当な肉厚とする。更に、この凹陥部６の底
部７の巾Ｓを上記羽根４の当接部５の肉厚Ｔ２と同じか
又は肉厚Ｔ２よりも拡幅して形成する。

この凹陥部６の底部７の巾Ｓは上板２又は底板３と羽根
４との間に融合不良が生じることのない巾に形成する。

尚、この凹陥部６は上記所定の深さＤ及び底部６の巾Ｓ
が適用する電子ビーム溶接の溶接電流に対して適当な値
であればその断面形状が上方が拡幅された台形である必
要はない。

以上の如く形成した溶接継手形状を採用して本発明の羽
根車の溶接組立方法は、まず第１図にて示した溶接継手
形状に羽根車１の上板２又は底板３と羽根４とを仮組立
てし、（第６図の（Ｂ）に示した如く、羽根４は上板２
又は底板３から削り出す場合もあり、削り出した羽根４
と当接される底板３又は上板２を示す。）溶接施工する
上板２又は底板３が上部に位置されるよう真空室中に設
ける。そして、第２図に示す如く上記凹陥部６の底部７
にその巾Ｓと同じにオシレーションして電子ビーム溶接
する。この電子ビーム溶接の溶接電流は上記凹陥部６を
形成した部分の残肉厚ＴＩに応じた強さとする。これに
より、上板２又は底板３に形成された凹陥部６の底部７
と羽根４の当接部５とが完全に融合し、且つ底部７の巾
Ｓが羽根４の肉厚Ｔ２と同じか又は肉厚Ｔ２よりも広い
ため、上板２又は底板３と羽根４とのＴ継手の隅肉とし
て良好な裏波８が形成されることに成る。この時、この
裏波８を有する初層９の上部は良好な裏波８を形成する
ために凹陥部６として形成されたままである。次にこの
凹陥部６内に第３図に示す如く、共金糸材１０を電子ビ
ームで溶かし凹陥部６を肉盛溶接する。このように凹陥
部６内に共金糸材１０を電子ビームで溶かすることによ
り、真空室内から羽根車１を取り出す必要がなく連続し
て溶接施工することができる。尚、この凹陥部６の肉盛
溶接は真空室内から初層溶接の完了した羽根車１を取出
して共金糸の被覆アーク溶接等により施工しても良い。

このようにして溶接組立完了した羽根車１の上板２又は
底板３の外面を第４図に示す如く、機械加工により表面
仕上げして製品化することになる。

本発明にあっては上述の如く、上板２又は底板３と羽根
４とのＴ継手の隅肉として良好な裏波が得られるので、
羽根車１の内方から切削加工を施す必要がなく、切欠き
形状とならず応力集中による切欠き感受性が低くなり、
疲労強度が向上するものである。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のごとき優れた効果を発
揮する。

（１）　　上板又は底板と羽根とをＴ継手形状に形成す
ると共に、これら上板又は底板の外面に羽根へ向けて所
定の深さを有する凹陥部を設けて、その底部の巾を羽根
の当接部の肉厚と同じか又は肉厚よりも拡幅して形成す
るようにしたので、Ｔ継手の隅肉部に垂込みのない良好
な裏波を形成することができるため、切欠き形状となら
ず応力集中による切欠き感受性が低く成り、疲労強度が
向上でき、羽根車が長寿命化できる。

＋２１　　（１１項の如く、良好な裏波が得られるので
、グラインダ等による機械加工仕上げを施工する必要が
なく、組立施工が容易であり、組立工数が低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する溶接継手形状を示す側断面図
、第２図は本発明の初層溶接状態を示す側断面図、第３
図は本発明の凹陥部への肉盛溶接状態を示す側断面図、
第４図は本発明の溶接完了状態を示す側断面図、第５図
は羽根車を示す平面図及び側断面図、第６図は第５図の
ＩＶ　−ＩＶ線矢視断面図、第７図は第１の従来例を示
す側断面図、第８図は第２の従来例を示す側断面図、第
９図は第３の従来例の溶接継手形状を示す側断面図、第
１０図は第３の従来例の溶接状態を示す側断面図である
。 図中、１は羽根車、２上板、３は底板、４は羽根、６は
凹陥部、７は底部、８は裏波、９は初層、１０は共金系
材、１１は肉盛、Ｄは所定の深さ、Ｓは底部の巾、Ｔ２
は羽根の肉厚である。 第２図 第５図 第６図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上板及び底板の間に複数個の羽根が起立して位置され、
   該上板又は底板と羽根とを電子ビーム溶接して組立てら
   れる羽根車の溶接組立方法において、上記上板又は底板
   と、その当接部が直状に形成された羽根とをＴ継手形状
   に形成すると共に、該上板又は底板の外面に上記羽根に
   向けて所定の深さを有する凹陥部を設けて、該凹陥部の
   底部の巾を上記羽根の当接部の肉厚と同等以上に拡幅し
   て形成し、該凹陥部の底部からこれと羽根とを電子ビー
   ム溶接して上記Ｔ継手の隅肉部に裏波を有するるように
   初層を形成した後、上記凹陥部内に共金系材を電子ビー
   ムで溶かして肉盛することを特徴とする羽根車の溶接組
   立方法。