KR20020081550A - 블레이드 일체형 로터 에어포일의 제조 및 수리 기술 - Google Patents

블레이드 일체형 로터 에어포일의 제조 및 수리 기술 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바람직하게 티타늄계 합금으로 형성되는 허브부를 제공하는 단계와, 바람직하게 역시 티타늄계 합금으로 형성되는 에어포일을 허브부에 용접하는 단계를 포함하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제조 방법은 용접단계 이전에 허브부를 부분시효처리하고 냉각하는 단계와, 용접단계에 후속하여 에어포일 및 에어포일과 허브부 사이의 용접 조인트를 시효처리하는 단계를 더 포함한다. 용접후 시효처리 단계는 내열성이 우수한 직물로 만들어진 재킷의 내부에 엮여지는 다수의 가열요소를 구비하는 신규한 캡슐형 에어포일 국부 가열장치를 사용하여 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 제조 방법은 또한 블레이드 일체형 로터들을 수리하기 위하여 사용될 수 있을 것이다.

Description

블레이드 일체형 로터 에어포일의 제조 및 수리 기술{Integrally bladed rotor airfoil fabrication and repair techniques}
본 발명은 블레이드 일체형 로터의 제조 및 수리 방법과 본 발명에 따른 제조 및 수리 방법에 사용되는 신규한 캡슐형 에어포일 국부 가열장치에 관한 것이다.
성능 및 효율의 개선에 대한 요구됨에 따라 대형 고성능 가스터빈엔진에 블레이드 일체형 로터의 사용이 증가하고 있다. 종래기술의 로터에서는 회전하는 에어포일들이 디스크의 림 속으로 확장되게 형성된 더브테일(dovetail) 슬롯에 의해 의해 유지된다. 블레이드 일체형 로터에서는 에어포일과 디스크가 금속으로된 하나의 연속적인 물체로 형성한다. 블레이드 일체형 로터에 의해 가능해지는 중량 및 연료의 절감은 종래기술로 설계되었던 로터에서 요구되었던 것보다 작은 크기의 디스크를 사용하여 회전하는 에어포일을 유지하는 능력의 결과로서 발생한다. 더욱이, 블레이드 일체형 로터에서 감소된 디스크의 크기는 샤프트, 허브 및 베어링 등과 같이 로터에 반작용하거나 로터로부터 반작용력을 얻는 다른 구성요소의 중량절감을 가능하게 한다.
종래기술에서, 대형 가스터빈엔진에 블레이드 일체형 로터를 사용함에 따른 가장 큰 문제점은 허용되는 한도를 초과할 정도로 손상된 블레이드 일체형 로터의 에어포일들을 수리할 수 있는 확실한 방법이 미비했다는 점이다. 에어포일들이 디스크와 일체화되어 있기 때문에, 허용되는 한도를 초과한 에어포일의 손상은 상당한 비용을 들여 서비스센터에서 전체 로터를 제거하고 새로운 블레이드 일체형 로터로 교체해야만 했었다.
블레이드 일체형 로터와 관련된 다른 문제점들은 그 제조 방법과 관련된다. 상기 블레이드 일체형 로터들은 하나의 대형 단조물로 만들어질 수 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 바람직하지 못하다. 대형 빌릿(billet) 등과 같은 대형 단조물은 낮은 가공성을 구비하며, 물질에 따라서 매우 값비싼 것이 될 수도 있는 시작물질의 상당한 양이 가공후 버려진다. 또한, 제조과정상의 불가피한 기계적 작동 오류로 인해 일부분이 부서져 잘려나갈 수 있는 위험이 있다. 블레이드 일체형 로터를 제조하는 또 다른 방법으로는 각각 별도로 단조가공된 에어포일들을 접합공정을 거쳐 로터에 부착시키는 것이 있다.
필수적으로 알루미늄 6.0 wt%, 주석 2.0 wt%, 지르코늄 4.0 wt%, 몰리브데늄 6.0 wt% 와 나머지는 필수적으로 티타늄으로 이루어지는 티타늄 합금이 높은 인성과, 높은 인장 및 피로강도와, 우수한 용접성으로 인해 블레이드 일체형 로터의 제조에 바람직한 합금이다. 그러나, 상기 합금은 사방정계의 마르텐사이트인 용접 부위의 미세구조 특성으로 인해 용접 후의 처리가 어려운 합금이다. 첫째로, OEM 마찰용접은 미세구조를 안정시키고 응력을 완화시키기 위해서 용접후 열처리되어야 한다. 둘째로, 블레이드 일체형 로터는 이물질에 의한 손상에 따라 이후 서비스센타에서 계속해서 용접수리를 받을 수 있어야 한다. 용접으로 인해 발생하는 성질은 충분한 용체화 및 시효 용접후 열처리로 회복될 수 있지만, 특히 비 OEM 용접의 경우에 발생할 수 있는 에어포일의 비틀림과 표면오염으로 인해 상기 방법을 실행하는 것은 실용적이지 못하다. 2 내지 6 시간 동안 1100℉에서 수행되는 현재의 용접후 열처리 과정은 용접부위가 모재금속과 비교했을 때 낮은 충격강도와 부적합한 피로균열전파능을 가지게 될 정도로 경도가 매우 높아지게 한다. 용접후 열처리는 용접부위의 적당한 인성 및 충격성을 회복하기 위하여 최대 2시간에 이르기까지 평균온도가 1300℉로 상승될 수 있으나, 이러한 처리는 최초상태와 비교했을 때 4 내지 6% 인장강도가 감소하는 결과를 낳게 된다. 이와 같은 손실은 응력을 많이 받는부분들에는 수용될 수 없는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선된 블레이드 일체형 로터의 제조 및/또는 수리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 높은 인장강도 및 피로강도를 유지하면서 고온 용접후 열처리의 사용이 허용되는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 고온 용접후 열처리를 실행하기 위한 신규한 에어포일 국부 가열장치를 제공하는 것이다.
도 1은 허브부에 용접된 에어포일을 구비하는 블레이드 일체형 로터를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 캡슐형 에어포일 국부 가열장치를 도시한 개략도.
도 3은 도 2의 가열장치를 에어포일 및 용접조인트 위에 위치시킨 상태를 도시한 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 제조 및 수리 방법의 사용으로 얻어지는 개선점을 설명하는 그래프.
본 발명에 따른 블레이드 일체형 로터 제조방법은 바람직하게 티타늄계 합금으로 형성되는 허브부를 제공하는 단계와 바람직하게 역시 티타늄계 합금으로 형성된 에어포일을 허브부에 용접하는 단계를 포함한다. 용접하기 이전에 허브부 및 에어포일은 용체화처리, 오일담금질, 부분시효처리 및 냉각단계를 거칠 것이다. 본 발명에 따른 블레이드 일체형 로터 제조방법은 용접에 후속하여 허브부와 에어포일 사이의 용접조인트에 고온 용접후 평균 열처리를 적용하는 단계를 더 포함한다.
신규한 캡슐형 에어포일 국부 가열장치는 용접후 평균 열처리를 실행하는 데 사용된다. 상기 가열장치는 크게 내열성이 우수한 직물로 만들어진 쟈켓 내부에 엮여지는 다수의 가열요소들을 포함한다. 상기 가열장치는 용접후 열처리를 실행하기위해서 에어포일 및 용접조인트 표면에 위치하게 된다.
본 발명에 따른 블레이드 일체형 로터의 수리방법은 크게 블레이드 일체형 로터 에어포일의 손상된 부분을 기계적으로 제거하는 단계 및 손상되지 않은 에어포일 조각을 블레이드 일체형 로터의 남아있는 부분에 용접하는 단계를 포함한다. 이후, 캡슐형 에어포일 국부 가열장치를 손상되지 않은 에어포일 조각 및 용접조인트 위에 위치시키고, 잔류응력을 완화시키고 미세구조와 기계적 성질을 회복시키기 위하여 용접조인트 및 이 용접조인트에 인접한 금속에 용접후 열처리를 실행한다.
본 발명에 따른 제조 및 수리방법과 캡슐형 에어포일 국부 가열장치에 대한 세부사항과, 더불어 이에 따르는 부수적인 목적 및 장점들은 이어지는 설명과 동일한 구성요소에 동일한 참조번호를 부여한 첨부도면에서 설명될 것이다.
도면을 참조하면, 도 1은 허브부(12)와, 용접조인트(16)로 허브부에 용접된 에어포일(14) 및 손상되지 않은 에어포일 부분(11)에 용접선(16')를 따라 용접된 에어포일 조각(15)을 구비하는 블레이드 일체형 로터(10)을 도시한다. 도 1은 수리를 필요로 하는 손상된 팁 부분(19)들을 구비하는 특정 에어포일(11)들을 또한 도시한다. 허브부(12), 에어포일(14)들 및 에어포일 조각(15)들은 당해 기술분야에서 알려진 적당한 기술을 사용하여 형성될 것이다. 허브부(12), 각각의 에어포일(11)(14)(17) 및 에어포일 조각(15)들은 티타늄계 합금으로 형성될 것이다. 적당한 티타늄계 합금에는, 필수적으로 알루미늄 6.0 wt%, 주석 2.0 wt%, 지르코늄 4.0 wt%, 몰리브데늄 6.0 wt% 와 나머지는 필수적으로 티타늄으로 이루어지는티타늄께 함금(TI-6246); 필수적으로 알루미늄 6.0 wt%, 주석 2.0 wt%, 지르코늄 4.0 wt%, 몰리브데늄 2.0 wt% 와 나머지는 필수적으로 티타늄으로 이루어지는 티타늄계 합금(TI-6242); 및 필수적으로 알루미늄 6.0 wt%, 바나듐 4.0 wt% 와 나머지는 필수적으로 티타늄으로 이루어지는 티타늄계 합금(TI-64)이 포함된다. 비록 티타늄 합금이 바람직하기는 하지만, 여기서 설명되는 방법들은 Inco 718 등과 같은 니켈계 합금들로 형성된 허브부, 에어포일들, 및 에어포일 조각들에도 사용될 수 있다. 허브부(12), 에어포일들(11)(14)(17) 및 에어포일 조각(15)들은 동일한 합금으로 형성되거나 각각 서로 다른 합금으로 형성될 수 있다.
상기 용접조인트(16)는 당해 기술분야에서 알려진 적당한 용접을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, OEM 마찰용접 등과 같은 마찰용접 기술을 사용하여 각 에어포일(14)이 허브부(12)에 용접될 수 있다.
용접단계 이전에, 허브부(12) 및 각 에어포일(14)은 용체화처리 또는 오일 담금질을 될 것이다. 일예로, 허브부(12) 및/또는 에어포일(14)이 TI 6246 합금으로 형성되면, 용체화처리 및 오일 담금질이 실행된다. 용체화처리 및 오일담금질은 우선 허브부(12) 및 에어포일(14)을 대략 1시간 내지 4시간 동안 대략 1620℉에서 1655℉의 온도에 이르도록 가열시키는 것으로 시작된다. 용체화처리 및 오일 담금질은 공기 또는 아르곤이 채워진 전기로에서 실행된다. 허브부(12) 및/또는 에어포일(14)은 최소한의 시간적 지연을 감수하는 즉각적인 방법으로 오일탱크(미도시)로 이동할 수 있도록 적당한 래크 또는 고정구 내에 있을 것이다. 선택적으로, 오일 담금질이 가능한 진공로가 용체화처리를 실행하기 위하여 사용될 수 있다. 오일담금질이 완료된 이후, 허브부(12) 및 에어포일(14)들은 대략 2시간 내지 8시간 동안 대략 1075℉에서 1125℉의 온도에서 부분시효처리를 거치게 된다. 부분시효처리는 어떠한 적당한 기체로 채워진 당해 기술분야에서 알려진 적당한 노(furnace)를 사용하여 실행된다. 부분시효처리에 이어서, 허브부(12) 및 에어포일(14)을 분당 대략 40℉ 내지 100℉의 속도로 냉각된다.
상기한 바와 같이, 블레이드 일체형 로터(10)를 제조하기 위해서 각각의 에어포일(14)이 허브부(12)에 용접되어 있다. 용접이 완료된 이후, 허브부(12)와, 에어포일(14) 및 허브부(12) 사이에 위치한 용접조인트(16)는 과시효 용접후 열처리를 거치게 된다. 이 과정에서, 용접조인트(16)는 1 내지 4 시간 동안 불활성 기체 분위기에서 1275℉ 내지 1325℉의 온도로 가열된다. 용접후 열처리 이후, 에어포일(14) 및 용접조인트(16)는 대략 분당 40℉에서 100℉의 속도로 냉각된다.
본 발명에 따르면, 용접후 열처리는 도 2에 도시된 바와 같은 신규한 캡슐형 에어포일 국부 가열장치(20)를 사용하여 실시하는 것이 바람직하다. 상기 가열장치(20)는 내열성이 강한 붕규산알루미늄계(aluminoborsilicate-based) 직물과 같은 세라믹 절연물질로 형성된 재킷(jacket) 또는 주머니(sock)(22)을 포함하여 이루어져 있다. 상기 재킷 또는 주머니(22)는 두 가지 목적을 수행한다. 우선, 상기 재킷 또는 주머니는 에어포일 표면에 상기 가열장치(20)에 의해 발생된 열을 모아서 용접조인트(16)와 그 주변의 열에 의한 영향을 받은 영역이 의도된 용접후 열처리 온도에 도달하도록 하고 또 그 온도에서 안정될 수 있도록 해준다. 둘째, 재킷(22)은 인접한 에어포일들의 원하지 않는 가열을 방지한다.
상기 가열장치(20)는 재킷(22)의 직물에 엮여 있는 다수의 복사저항가열요소 (24)들을 구비하고 있다. 상기 가열요소(24)들은 고밀도(high watt density)가열 와이어들을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 가열요소(24)들은 에어포일 표면에 직접적으로 열을 방출하는 역할을 한다. 상기 가열요소(24)들은 독립적으로 제어되는 가열요소영역들에 각각 배열된다. 일예로, 상기 가열장치(20)는 독립적으로 제어되는 4개의 가열요소영역을 구비할 수 있다.
포일 형태의 티타늄 게터시트(gettering sheet)(26)가 또한 국부적 대기오염의 방지 및 가열장치(20)로 둘러싼 영역에서의 추가적인 온도조절능력 허용을 위하여 재킷(22)의 직물 내부에 엮여진다.
상기 가열장치(20)는 재킷(22)의 직물 내부에 엮여지는 다수의 비접촉 열전대 와이어(28)를 더 포함한다. 상기 열전대 와이어(28)는 용접후 열처리 중에 정확한 온도제어를 가능하게 하기 위하여 사용된다. 가변형 변압기(30)가 각각의 가열요소영역 내부의 가열요소(24)들에 연결되어 가열요소들에 전력을 공급한다. 상기 변압기(30)는 열전대 와이어(28)에 의해 감지되는 온도에 따라 각각의 온도영역 내의 가열요소(24)들에 공급되는 전류를 조절하기 위하여 사용된다.
상기 가열장치(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 에어포일(14) 및 용접조인트(16) 위에 위치시킴으로써 사용된다. 이 상태에서, 전력이 복사 가열요소(24)들에 공급됨으로써, 상기한 바와 같은 용접후 열처리 온도로 용접조인트에 열이 가해지도록 한다. 전력은 상기한 바와 같은 용접후 열처리의 시간범위 내에서 얼마간 계속 공급된다.
블레이드 일체형 로터(10)의 제조하기 위하여 사용된 방법과 기본적으로 동일한 방법이 손상된 블레이드 일체형 로터를 수리하기 위하여 사용될 수 있다. 블레이드 일체형 로터를 수리하기 위해서, 우선 로터 에어포일(11)의 손상된 부분(19)을 당해 기술분야에서 알려진 적당한 기계적 가공기술로 잘라낸다. 이후에, 손상되지 않은 에어포일 조각(15)이 블레이드 일체형 로터 에어포일의 남아있는 에어포일 부분(11)에 용접된다. 마찰용접과 같은 당해 기술분야에 알려진 적당한 용접기술이 남아있는 에어포일 부분(11)에 상기 에어포일 조각(15)을 용접하기 위하여 사용될 것이다. 상기 손상되지 않은 에어포일 조각(15)은 상기한 티타늄계 합금들 또는 니켈계 합금 중 어느 하나로 형성될 것이다.
그 다음에, 상기 가열장치(20)가 상기 손상되지 않은 에어포일 조각(15)과 용접조인트(16') 위에 위치되고, 불활성 기체환경에서 1 내지 4 시간 동안 1275℉에서 1325℉의 온도에서 상기한 바와 같은 용접후 열처리를 실행하도록 전력을 공급시킨다. 용접후 열처리에 이어서, 상기 손상되지 않은 에어포일 조각(15) 및 용접조인트(16')는 대략 분당 40℉ 내지 100℉의 속도로 냉각된다.
용접후 열처리에 이어서, 상기 손상되지 않은 에어포일 조각은 요구되는 형상을 얻기 위하여 가공된다.
본 발명에 따른 가열장치(20)는 집중적인 국부적 가열을 제공하여, 불레이드 일체형 로터의 인접한 에어포일들과 디스크 허브가, 강도가 감소하고 차원적 비틀림이 발생할 수 있는 온도보다 상당히 낮은 온도에서 유지되도록 한다는 장점이 있다. 동시에, 상기 가열장치(20)는 초내열합금 에어포일 물질의 용접후 응력이완을위하여 요구되는 온도 및 지속시간을 제공한다.
도 4 및 도 5에 도시된 그래프는 본 발명에 따른 방법이 어떻게 모재금속의 강도감소 문제와 합금 인성이 최초상태와 일치하도록 하는 문제를 해소하는지에 대하여 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 블레이드 일체형 로터를 형성할 수 있으며, 용체화처리, 오일담금질, 1100℉에서의 부분시효처리 및 1300℉에서의 과시효처리를 거친 Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 합금(합금 1)의 극한강도, 항복강도 및 연신율은; 용체화처리, 공냉 및 1100℉에서의 시효처리를 거친 동일한 합금(합금 2); 및 용체화처리, 공냉 및 1300℉에서의 시효처리를 거친 동일한 합금(합금 3)과 비교하여 더 우수하다. 도 5는 블레이드 일체형 로터의 디스크 부분에 사용되는 Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 합금의 샤르피 충격강도로 본 발명에 따른 방법의 효과를 설명한다.
상기 가열장치(20)가 티타늄계 금속으로 형성된 블레이드 일체형 로터들을 처리하는 것에 관하여 설명되었지만, 상기 가열장치는 니켈계 초내열합금과 같은 다른 금속으로 형성된 블레이드 일체형 로터들 및 에어포일들을 처리하기 위하여 사용될 수 있다.
이상에서 설명된 방법, 목적, 장점을 충분히 만족하는 블레이드 일체형 로터 제조 및 수리 기술이 본 발명에 따라 제공되었다는 것이 명백하다.
이상에서 본 발명은 특정의 실시예를 통하여 설명되었지만, 다양한 변경, 수정 및 변화가 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 명백한 것이며, 그러한 변경, 수정 및 변형은 넓은 의미에서 첨부 특허청구범위에 포함된다 할 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따른 블레이드 일체형 로터의 제조 및 수리방법과, 이를 실행하기 위하여 사용되는 본 발명에 따른 캡슐형 에어포일 국부 가열장치를 제공함으로써, 모재금속의 강도 감소 문제와 합금 인성이 최초상태와 일치하도록 하고, 처리과정에서 열처리 대상부분에 인접한 다른 부분들이 불필요하게 열의 영향을 받지 않도록 하는 가운데, 블레이드 일체형 로터를 단조가공로 형성하는 것이 아닌 허브부와 에어포일들을 용접으로 접합시키는 방법으로 제조할 수 있게 되어 대형 블레이드 일체형 로터를 제조하는데도 용이하게 적용가능하며, 부분적인 손상시 전체적인 교체를 요구했었던 종래기술의 문제점을 극복하여 필요한 부분만 부분적으로 수리할 수 있도록 하여 비용절감을 가능하게 하는 효과를 갖는 것이다.

Claims (20)

  1. 금속 합금으로 형성되는 허브부를 제공하는 단계;
    금속 합금으로 형성되는 에어포일을 상기 허브부에 용접하는 단계; 및
    상기 용접단계 이전에 1 내지 4 시간 동안 1620℉ 내지 1655℉의 온도범위에서 상기 허브부를 용체화 처리하고, 용체화 처리한 상기 허브부를 오일담금질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용체화처리 및 담금질처리된 허브부를 상기 용접단계 이전에 2 내지 8 시간 동안 1075℉ 내지 1125℉의 온도범위에서 부분시효처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 부분시효 처리된 허브부를 분당 40℉에서 100℉의 속도로 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 용접 단계에 후속하여 상기 에어포일 및 상기 허브부 사이의 용접조인트와 상기 에어포일을 1 내지 4 시간 동안 1275℉에서 1325℉의 온도범위에서 시효처리하는 단계와, 상기 시효처리된 에어포일을 분당 40℉ 에서 100℉의 속도로 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 시효처리 단계는 상기 용접조인트 위에 다수의 저항가열요소를 구비하는 캡슐형 에어포일 국부 가열장치를 위치시키는 단계와,
    상기 에어포일의 표면에 직접적으로 열을 방출시키는 단계, 및
    상기한 온도범위 내의 온도로 상기 에어포일 및 상기 용접조인트를 가열하기 위해 상기 저항가열요소에 공급되는 전력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 허브부 및 에어포일은 각각 티타늄 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 허브부 및 에어포일은 알루미늄 6.0 wt%, 주석 2.0 wt%, 지르코늄 4.0 wt%, 몰리브데늄 6.0 wt% 그리고 잔부의 티타늄으로 구성되는 티타늄계 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  8. 블레이드 일체형 로터 에어포일에 국부적인 열처리를 실행하는 장치에 있어서,
    상기 에어포일 위에 위치되는 재킷; 및
    상기 재킷의 내부에 엮여지는 다수의 가열요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 에어포일 국부 가열장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 재킷은 세라믹 절연재 또는 고온 붕규산알루미늄계 직물로 만들어지고, 상기 가열요소는 고밀도 가열 와이어이며,
    상기 재킷은 상기 가열요소에 의해 상기 에어포일 표면에 발생하는 열을 모으고, 상기 에어포일 및 허브 사이의 용접조인트와 열의 영향을 받는 영역이 용접후 열처리 온도에 도달하도록 하고, 그 온도에서 안정화되도록 하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 에어포일 국부 가열장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    용접후 열처리 중에 상기 에어포일의 가열을 제어하기 위하여,
    상기 재킷의 내부에 엮여 있는 인접한 에어포일들의 불필요한 가열을 방지하는 물질과,
    상기 재킷의 내부에 엮여 있는 열전대 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 에어포일 국부 가열장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 물질은 티타늄 게터시트 물질인 것을 특징으로 하는 캡슐형 에어포일 국부 가열장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 가열요소들에 공급되는 전력과 에어포일의 온도 변화를 조절하기 위하여 상기 가열요소에 연결되는 가변형 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 에어포일 국부 가열장치.
  13. 블레이드 일체형 로터 에어포일의 손상된 부분을 잘라내는 단계;
    손상되지 않은 에어포일 조각을 상기 블레이드 일체형 로터 에어포일의 남아있는 부분에 용접하는 단계;
    상기 손상되지 않은 에어포일 조각과 상기 남아있는 부분사이의 용접조인트 및 상기 손상되지 않은 에어포일 조각 위에 캡슐형 에어포일 국부 가열장치를 위치시키는 단계; 및
    용접조인트와 그 인접금속의 잔류응력을 경감시키고 미세구조 및 기계적성질을 회복시키기 위하여 상기 가열장치를 사용하여 상기 손상되지 않은 에어포일 조각 및 상기 용접조인트를 열처리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 수리 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    요구되는 형상을 얻기 위하여 상기 손상되지 않은 에어포일 조각의 표면을 가공하는 단계를 더 포함하며,
    상기 열처리 단계는 불활성 가스 분위기에서 실행되는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 수리 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 용접단계는 티타늄계 합금으로 형성되는 손상되지 않은 에어포일 조각을 상기 블레이드 일체형 로터 에어포일의 남아있는 부분에 용접시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 수리 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 열처리 단계는 1 내지 4 시간 동안 1275℉ 내지 1325℉의 온도범위에서 상기 에어포일 조각 및 상기 용접조인트를 시효처리하는 단계와,
    상기 시효처리된 에어포일 조각을 분당 40℉에서 100℉의 속도로 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 수리 방법.
  17. 금속 합금으로 형성되는 허브부를 제공하는 단계;
    금속 합금으로 형성되는 에어포일을 상기 허브부에 용접하는 단계;
    상기 용접단계 이전에 2 내지 8 시간 동안 1075℉ 내지 1125℉의 온도범위에서, 상기 허브부 및 상기 에어포일 중 적어도 하나를 부분 시효처리하는 단계; 및
    상기 용접단계에 후속하여 상기 에어포일 및 상기 에어포일과 상기 허브부사이의 용접조인트를 1 내지 4시간 동안 1275℉ 내지 1325℉의 온도에서 시효처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 시효처리 단계는 상기 용접조인트 위에 다수의 저항 가열요소를 구비하는 캡슐형 에어포일 국부 가열장치를 위치시키는 단계와,
    상기 에어포일의 표면에 열을 직접 방출시키는 단계와,
    상기 온도범위 내의 온도로 상기 에어포일과 상기 용접조인트를 가열하기 위하여 상기 저항 가열요소에 공급되는 전력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 허브부와 상기 에어포일 중 하나는 알루미늄 6.0 wt%, 주석 2.0 wt%, 지르코늄 4.0 wt% , 몰리브데늄 6.0 wt% 및 잔부의 티타늄으로 구성되는 티타늄계 합금으로 형성되고,
    상기 허브부와 상기 에어포일 중 나머지 하나는 알루미늄 6.0 wt%, 바나듐 4.0 wt% 및 잔부의 티타늄으로 구성되는 티타늄계 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 허브부 및 에어포일 중 하나는 알루미늄 6.0 wt%, 주석 2.0 wt%, 지르코늄 4.0 wt%, 몰리브데늄 6.0 wt% 및 잔부의 티타늄으로 구성되는 티타늄계 합금으로 형성되고,
    상기 허브부와 에어포일 중 나머지 하나는 필수적으로 알루미늄 6.0 wt%, 주석 2.0 wt%, 지르코늄 4.0 wt%, 몰리브데늄 2.0 wt% 및 잔부의 티타늄으로 구성되는 티타늄계 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 로터 제조 방법.
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