RU2418666C2 - Method of eliminating defects of compressor and turbine wheel billets - Google Patents
Method of eliminating defects of compressor and turbine wheel billets Download PDFInfo
- Publication number
- RU2418666C2 RU2418666C2 RU2009126026/02A RU2009126026A RU2418666C2 RU 2418666 C2 RU2418666 C2 RU 2418666C2 RU 2009126026/02 A RU2009126026/02 A RU 2009126026/02A RU 2009126026 A RU2009126026 A RU 2009126026A RU 2418666 C2 RU2418666 C2 RU 2418666C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- defective
- welding
- recess
- workpiece
- thickness
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ремонту заготовок блисков и может быть использовано при изготовлении рабочих колес компрессоров и турбин, например, в авиационной промышленностиThe invention relates to the repair of blanks blisk and can be used in the manufacture of impellers of compressors and turbines, for example, in the aviation industry
Современные конструкции роторов компрессора предусматривают применение рабочих колес в варианте «блисков» (моноколес). При их изготовлении на станках с ЧПУ случаются сбои программы, приводящие к «врезам» (заглублениям фрезы в материал заготовки, превышающим припуски на обработку). Врезы могут иметь место как на лопатках, так и на других участках моноколеса. При ремонте требуется восстановить утраченный объем материала.Modern compressor rotor designs provide for the use of impellers in the “blisk” version (monowheels). When they are manufactured on CNC machines, program malfunctions occur, leading to "cuts" (burrowing of the cutter into the workpiece material, exceeding machining allowances). Cuts can take place both on the shoulder blades and on other sections of the monowheel. During the repair, it is required to restore the lost volume of material.
Известнен способ ремонта контактной поверхности полки лопатки турбины, позволяющий предотвратить образование прожогов при дуговой наплавке (RU №2179915 за 2001 г., кл. В23Р 6/00). Этот способ предусматривает использование теплоотводящих подкладок. Однако при ремонте заготовок блисков, тыльные поверхности обрабатываемых участков которых различаются своей конфигурацией, возникает потребность в наличии множества индивидуальных подкладок; причем большинство из них, как правило, востребуется не часто. Поэтому этот способ применительно к ремонту заготовок блисков не рационален.A known method of repairing the contact surface of the shelf of a turbine blade, which prevents the formation of burns during arc surfacing (RU No. 2179915 for 2001, class B23P 6/00). This method involves the use of heat sink linings. However, when repairing blisk blanks, the back surfaces of the processed areas of which differ in their configuration, there is a need for a multitude of individual linings; most of them, as a rule, are not often claimed. Therefore, this method in relation to the repair of blanks blisk is not rational.
Известен способ устранения дефектов, при котором разделывают дефектные углубления на заготовке и заваривают их. Ремонтируемую полость заполняют соответствующим образом подобранными присадочными материалами (ЕР №1287936 за 2002 г., кл. В23К 9/04). Вследствие того, что в этом способе не устанавливается зависимость между толщиной перемычки между дном полости и нижней (тыльной) поверхностью детали и параметрами режима наплавки первого слоя, при его нанесении существует опасность возникновения прожогов. Этот известный способ по совокупности существенных признаков наиболее близок предложенному способу.A known method of eliminating defects, in which they cut the defective recesses on the workpiece and weld them. The cavity to be repaired is filled with appropriately selected filler materials (EP No. 1287936 for 2002, class B23K 9/04). Due to the fact that this method does not establish the relationship between the thickness of the jumper between the bottom of the cavity and the lower (back) surface of the part and the parameters of the surfacing mode of the first layer, there is a risk of burns during its application. This known method for the combination of essential features is closest to the proposed method.
Предложенный способ устранения дефектов заготовок блисков отличается от известного тем, что разделку дефектного углубления заготовки осуществляют с радиусами перехода его поверхностей не менее 4 мм, при этом определяют толщину материала под каждым ее дефектным углублением - h, устанавливают величину части этого материала - k, достаточную для удержания сварочной ванны и исключения образования трещин при заварке, после чего определяют максимальную погонную энергию заварки, не допускающую проплава за пределы установленного k исходя из зависимости:The proposed method for eliminating defects in blisk blanks differs from the known one in that the cutting of the defective blank of the blank is carried out with the radii of transition of its surfaces of at least 4 mm, and the thickness of the material under each of its defective grooves is determined, h, the size of the part of this material, k, sufficient for holding the weld pool and eliminating the formation of cracks during welding, after which the maximum heat input of the welding is determined, which does not allow melt outside the set k based on the factory dence:
где l - разница между h и k в см;where l is the difference between h and k in cm;
qп - погонная энергия заварки в кал/см;q p - linear energy of welding in cal / cm;
с - удельная теплоемкость в кал/г °С;s - specific heat in cal / g ° C;
γ - плотность в г/см3;γ is the density in g / cm 3 ;
Тпл - температура плавления в °С.T PL - melting point in ° C.
Технический результат выявляется повышением качества восстановления заготовок блисков и технологичности процесса, а также снижением брака.The technical result is revealed by an increase in the quality of restoration of the blanks of blisk and the processability of the process, as well as a decrease in marriage.
Технический результат осуществляется тем, что в способе устранения дефектов рабочих колес компрессоров и турбин, при котором разделывают дефектные углубления на заготовке и заваривают их, разделку дефектного углубления заготовки осуществляют с радиусами перехода его поверхностей не менее 4 мм, при этом определяют толщину материала под каждым ее дефектным углублением - h, устанавливают величину части этого материала - k, достаточную для удержания сварочной ванны и исключения образования трещин при заварке, после чего определяют максимальную погонную энергию заварки, не допускающую проплава за пределы установленного k исходя из зависимости: The technical result is achieved by the fact that in the method of eliminating defects in the impellers of compressors and turbines, in which they cut the defective recesses on the workpiece and weld them, they cut the defective recess of the workpiece with a transition radius of its surfaces of at least 4 mm, and the thickness of the material under each defective recess - h, set the value of the part of this material - k, sufficient to hold the weld pool and prevent cracking during welding, and then determine the maximum hydrochloric heat input welding, does not permit melted the outside of the set k on the basis of the relationship:
Где l - разница между h и k в см;Where l is the difference between h and k in cm;
qп - погонная энергия заварки в кал/см;q p - linear energy of welding in cal / cm;
с - удельная теплоемкость в кал/г °С;s - specific heat in cal / g ° C;
γ - плотность в г/см3;γ is the density in g / cm 3 ;
Тпл - температура плавления в °С.T PL - melting point in ° C.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - заготовка блиска с дефектным местом (врезом) - 1 на обрабатываемой лопатке - 2;figure 1 - blank blisk with a defective place (insert) - 1 on the processed blade - 2;
на фиг.2 - сечение дефектного места (вреза) после его ремонта.figure 2 is a cross section of a defective place (cut) after repair.
Здесь 4 - наплавленный металл, 3 - участок проплавления основного металла под воздействием тепла электродуговой установки. Способ устранения дефектов механической обработки заготовок блисков осуществляют следующим образом. Устанавливают материал заготовки - в данном случае это сплав ВТ8. Выявляют дефектные углубления на заготовке блиска в виде вреза фрезы в тело заготовки. Разделывают врез таким образом, чтобы радиус скругления в сопряжениях поверхностей был не менее 4 мм. Затем измеряют толщину h стенки заготовки под каждым дефектным углублением. Дальнейшее излагается применительно к одному конкретному углублению с толщиной стенки под ним h=12 мм. Определяют l - как разницу между h и k - страховочной толщиной непроплавляемого слоя металла. Величину k устанавливают - 2 мм, достаточную для того, чтобы удержать сварочную ванну и избежать при наплавке образования трещин в этом слое. Тогда l будет равна: l=12-2=10 мм = 1 см. Далее определяют максимальную погонную энергии наплавки - qп, не допускающую проплава основного металла за пределы установленной величины - 10 мм. Для этого используют уравнению (А.И.Акулов и др. Технология и оборудование сварки плавлением. М.: Машиностроение, 1977 г., стр.184)Here 4 is the deposited metal, 3 is the site of penetration of the base metal under the influence of the heat of the electric arc installation. The way to eliminate defects in the machining of blanks blisk is as follows. Set the workpiece material - in this case, it is VT8 alloy. Defective recesses are detected on the blisk blank in the form of a cutter cutter into the blank body. Cut the insert so that the radius of fillet in the mating surfaces was at least 4 mm. Then measure the thickness h of the wall of the workpiece under each defective recess. The following is set forth with reference to one particular recess with a wall thickness below it h = 12 mm. Define l - as the difference between h and k - the safety thickness of the unmelted metal layer. The value of k is set to 2 mm, sufficient to hold the weld pool and to avoid the formation of cracks in this layer during surfacing. Then l will be equal to: l = 12-2 = 10 mm = 1 cm. Next, determine the maximum linear energy of surfacing - q p , not allowing the penetration of the base metal beyond the specified value - 10 mm. To do this, use the equation (A.I. Akulov et al. Technology and equipment for fusion welding. M: Engineering, 1977, p. 184)
откуда where from
где l - разница между h и k в см;where l is the difference between h and k in cm;
qп - погонная энергия заварки в кал/см;q p - linear energy of welding in cal / cm;
с - удельная теплоемкость в кал/г °С;s - specific heat in cal / g ° C;
γ - плотность в г/см3;γ is the density in g / cm 3 ;
Тпл - температура плавления в °С.T PL - melting point in ° C.
Подставляя в уравнение (1), значение с и γ для сплава ВТ8, l=1 и, решая его относительно qп, получаем qп=4280 кал/см.Substituting into equation (1), the value of c and γ for the VT8 alloy, l = 1, and solving it with respect to q p , we obtain q p = 4280 cal / cm.
Выбираем параметры режима заварки с установленным значением qп. Это будет: Vсв. - 2,5 м/ч, Uд - 12 В, Jсв - 148 А, при ηu - 0,7, гдеSelect the parameters of the welding mode with the set value q p . It will be: V St. - 2.5 m / h, U d - 12 V, J St - 148 A, at η u - 0.7, where
Uд - напряжение дуги, В;U d - arc voltage, V;
ηu - эффективный кпд дуги;η u is the effective efficiency of the arc;
Vсв - скорость заварки в см/с;V St - welding speed in cm / s;
Jсв - сварочный ток в А; его значение следует уменьшить на 10% в порядке введения коэффициента надежности.J St - welding current in A; its value should be reduced by 10% in the order of introducing the reliability coefficient.
Решая это уравнение относительно Jсв, при Uд=12 В, ηu=0,7, qп=4280 кал/см, Vсв при заварке блисков - 2,5 м/ч, определяем величину силы тока J=148 А.Solving this equation with respect to J sv , at U d = 12 V, η u = 0.7, q p = 4280 cal / cm, V sv when welding blisk - 2.5 m / h, we determine the magnitude of the current J = 148 A .
Вводим 10% коэффициент запаса надежности результатов расчета и окончательно имеем максимально допустимую силу тока наплавки J=135 А.We introduce a 10% safety factor for the calculation results and finally we have the maximum allowable surfacing current strength J = 135 A.
Непосредственно перед заваркой углубление шабрят, очищают ацетоном и затем спиртом. Устанавливают расход аргона 12…16 л/мин в горелку и на поддув. В качестве присадочного материала берут «лапшу» из основного металла сечением 3×3 мм. Присадочный металл обрабатывают так же, как и завариваемое углубление. Затем производят заварку углубления.Immediately before welding, the recess is scraped, cleaned with acetone and then with alcohol. Set the flow rate of argon 12 ... 16 l / min to the burner and to blow. As a filler material, take “noodles” from the base metal with a section of 3 × 3 mm. The filler metal is treated in the same way as the welded recess. Then make the weld recess.
Изложенный способ можно рекомендовать и для ремонта лопаток, получивших повреждения в эксплуатации или при других обстоятельствах.The described method can be recommended for the repair of blades that have suffered damage in operation or under other circumstances.
Использование изобретения повышает качество восстановления заготовок блисков, технологичность процесса, снижает брак при их изготовлении.The use of the invention improves the quality of recovery of blanks of blisk, the manufacturability of the process, reduces marriage in their manufacture.
Claims (1)
qп=0,5(l2πecγТпл),
где l - глубина проплавления, l=h-k, см;
qп - погонная энергия наплавки, кал/см;
c - удельная теплоемкость материала заготовки, кал/г °С;
γ - плотность материала заготовки, г/см3;
Тпл - температура плавления материала заготовки, °С. A method for eliminating defective recesses obtained in the workpieces of the impellers of compressors and turbines during machining, including cutting the defective recess on the workpiece and welding them, characterized in that the cutting of the defective recess of the workpiece is carried out with a transition radius of its surfaces of at least 4 mm, and before welding the thickness h of the workpiece material under each of its defective recesses, set the thickness k of the non-smelting metal layer sufficient to hold the weld pool and prevent mations cracks during welding, after which the maximum heat input welding using the following relationship:
q p = 0.5 (l 2 πecγT pl ),
where l is the penetration depth, l = hk, cm;
q p - linear energy of surfacing, cal / cm;
c is the specific heat of the workpiece material, cal / g ° C;
γ is the density of the workpiece material, g / cm 3 ;
T PL - the melting temperature of the workpiece material, ° C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126026/02A RU2418666C2 (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Method of eliminating defects of compressor and turbine wheel billets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126026/02A RU2418666C2 (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Method of eliminating defects of compressor and turbine wheel billets |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009126026A RU2009126026A (en) | 2011-01-20 |
| RU2418666C2 true RU2418666C2 (en) | 2011-05-20 |
Family
ID=44733840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009126026/02A RU2418666C2 (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Method of eliminating defects of compressor and turbine wheel billets |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2418666C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104741881A (en) * | 2015-04-21 | 2015-07-01 | 重庆江增船舶重工有限公司 | Production method of blade of compressor impeller |
-
2009
- 2009-07-09 RU RU2009126026/02A patent/RU2418666C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АКУЛОВ А.И. и др. Технология и оборудование сварки плавлением. - М.: Машиностроение, 1977, с.184. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104741881A (en) * | 2015-04-21 | 2015-07-01 | 重庆江增船舶重工有限公司 | Production method of blade of compressor impeller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009126026A (en) | 2011-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100546756C (en) | Repair the method for single blade rotating disk, initial sum end of a period test pieces | |
| JP6157713B2 (en) | Repair of superalloy parts | |
| Ahmadnia et al. | Experimental studies on optimized mechanical properties while dissimilar joining AA6061 and AA5010 in a friction stir welding process | |
| EP2064025B1 (en) | Method of repair | |
| US20110052386A1 (en) | Method of welding single crystal turbine blade tips with an oxidation-resistant filler material | |
| CN107000127B (en) | Method of friction welding buckets to turbine buckets including a build-up welding process | |
| RU2649105C2 (en) | Method for friction welding a blade onto a turbine engine rotor disc and corresponding integral blade disc | |
| US20070084047A1 (en) | Method for repairing and/or modifying component parts of a gas turbine | |
| US20120233859A1 (en) | Method for producing a metal reinforcement for a turbine engine blade | |
| EP1712735A2 (en) | Method of repairing spline and seal teeth of a mated component | |
| SE0400009D0 (en) | Welding method for repair of a component and with this repaired component | |
| US20160045982A1 (en) | Hybrid welding/printing process | |
| CN102275058A (en) | Method for repairing gas turbine blades and a gas turbine blade | |
| EP2949418B1 (en) | Method for repairing a turbine blade tip | |
| EP3823783B1 (en) | Section replacement of a turbine airfoil with a metallic braze presintered preform | |
| EP2039882B1 (en) | Methods for performing gas turbine engine casing repairs | |
| KR20160005553A (en) | A rotation part of rotary machine and method for manufacturing rotation part of rotary machine | |
| US9085042B2 (en) | Stud welding repair of superalloy components | |
| CN104014978A (en) | Surfacing forming remanufacturing method for magnesium alloy part | |
| CN110640393B (en) | Welding repair method for heavy gas turbine combustor | |
| RU2418666C2 (en) | Method of eliminating defects of compressor and turbine wheel billets | |
| EP1952917B1 (en) | A method of manufacturing a component by consolidating powder material | |
| CN109175656A (en) | A kind of method that electron beam frit repairs high-strength steel defect | |
| RU2354523C1 (en) | Method of repairing gas turbine engine blade labyrinth seal knife edges | |
| EP3412784B1 (en) | Method of treating superalloy articles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130710 |