JPS6326286A - 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１・）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（Ａ）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から羽根ｄ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、上板す又は底板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＃ｉｂ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ｆが形成
され、この融合不良部ｆ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ｆを解消すべ
（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丁継手の隅肉部に裏
波部ｇの垂込みが大きく成り、裏波部Ｑ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、これは上坂す又は底板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
も裏波の乗込みはないが、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
に上根すと底板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論ずことなく電
子ビームを集束した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だめに
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の当接部の肉厚方向の各々の縁部
にに向けて所定の深さを有する二列の凹陥部を形成し、
これら凹陥部の底部と、これら凹陥部の間に形成される
隆起部の外面とからこれらの部分と羽根とを電子ビーム
溶接して上記下継手の隅肉部に裏波を有するように初層
を形成した後、上記凹陥部内に夫々共金系材を装入し、
これらの外面から電子ビーム溶接してこれら凹陥部を肉
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）の間に少数
個の羽根（ベーン）を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の溶接継手形状は上板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よい。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の肉厚方向の各々の縁部６゜７へ
向けて所定の深さＤを有する二列の凹陥部８゜９を設け
る。これら凹陥部８，９は各々断面長方形等に形成され
、各々羽根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の外面にこれ
ら凹陥部８．９を形成した部分の残肉浮下が各々一定と
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Ｔは適用する電子ビーム溶接
の溶接電流の関係から適当な肉厚とする。上記二列の凹
陥部８，９の各々の巾Ｓは上板２又は底板３と羽根４と
の間に融合不良が生ずることのない巾に形成する。尚、
これら二列の凹陥部８，９は、それらの底部１０．１１
が羽根４の縁部６，７へ向けて位置され、上記所定の深
さＤ　／ｆｉ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長方形である必要は
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Ｆｉ３又は上板とを示す。）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図に示す如く上記二列の凹陥部８
．９の底部１０．１１と、これら凹陥部８゜９の間に形
成される隆起部１２の外面とからこれらの部分と羽根４
とを夫々電子ビームを集束して電子ビーム溶接する。尚
、ビームは巾Ｓの広さに応じてストレートまたはオシレ
ーションする。この電子ビーム溶接の溶接電流は二列の
凹陥部８゜９の底部ｉｏ、ｉ１にあっては、上記凹陥部
８゜９を形成した部分の残肉浮下を考慮して小電流とし
、隆起部１２にあっては大電流とする。これにより、上
板２又は底板３に形成された二列の凹陥部８．９の底部
１０．１１と羽根４の当接部５の両縁部６，７とが隅台
すると共に、上記隆起部１２と羽根４の当接部５の内方
とが完全に融合し、上記下継手の隅肉部には上板２又は
底板３と羽根４との隅肉として良好な裏波１３が形成さ
れることに成る。この時、裏波１３を有する初層１４の
両側には良好な裏波１３を形成するために二列の凹陥部
８，９が形成されたままである。次に、これら凹陥部８
．９内に第３図に示ｔｔｌｎり、各々共金系材１５．１
６を装入する。これら共金系材１５．１６は上板２又は
底板３と同材質又は同系材質の材料にて上記二列の凹陥
部８．つと同形状に形成したものを装入する。そして、
これら凹陥部８．９に装入した共金糸材１５．１６の外
面から電子ビームをオシレーションして電子ビーム溶接
する（凹陥部８．９の巾Ｓの広さに応じて二列の凹陥部
８，９を一列ずつ電子ビーム溶接する）。

このように凹陥部８．９内に共金系材１５．１０を装入
し、その肉厚に応じた溶接電流に設定して電子ビーム溶
接するため一層にて凹陥部８，９の肉盛１７ができるこ
とに成る。尚、これら凹陥部８．９の肉盛溶接１７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°に示す如り、礪械加工により表面ｔｔ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１３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。

更に、凹陥部８，９に共金系材１５．１６を装入して電
子ビーム溶接を行なうので凹陥部８，９を肉盛溶接する
場合に比べ溶接時間が短縮できる。

［発明の効果］ 以上型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の肉厚方向
の縁部に向けて所定の深さを有する二対の凹陥部を形成
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。

（２）　　二対の凹陥部内に夫々共材を装入することに
より電子ビーム溶接をするので、肉盛が一層にて施工で
きるため（凹陥部の巾の広さによって二対の凹陥部を一
列ごとに電子ビーム溶接を行なう）、溶接時間が短縮で
き、組立工数が低減できる。

（３１（１１項の如く、良好な裏波が１０られるので、
グラインダ等による機械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．
７は羽根の縁部、８，９は凹陥部、１２は隆起部、１３
は裏波、１４は初層、１５゜１６は共金、系材、１７は
肉盛、Ｄは所定の深さである。 特許出願人　　石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
　　絹　　谷　　信　　雄第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図 第１０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の
   当接部の肉厚方向の各々の縁部にに向けて所定の深さを
   有する二列の凹陥部を形成し、これら凹陥部の底部と、
   これら凹陥部の間に形成される隆起部の外面とからこれ
   らの部分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ように初層を形成した後、上記凹陥
   部内に夫々共金系材を装入し、これらの外面から電子ビ
   ーム溶接してこれら凹陥部を肉盛することを特徴とする
   羽根車の溶接組立方法。