轴体的制造方法技术

一种轴体的制造方法，将多个轴构件焊接而形成轴体，所述轴体的制造方法具备如下工序：一次回火工序，对于至少任意一个轴构件，在将轴构件彼此焊接之前，在相邻的其他的轴构件侧的端部的附近的范围内，以使范围的端部侧的强度比范围的与端部相反的一侧的强度低的方式进行回火；焊接工序，在一次回火工序后将轴构件彼此焊接；及二次回火工序，在焊接工序之后对轴构件间的焊接部附近进行回火。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将多个轴构件焊接而形成轴体的轴体的制造方法。本申请主张在2014年10月10日提出申请的日本特愿2014-208814号的优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
例如，已知有在将构成蒸汽涡轮的涡轮转子(轴体)分割成多个轴构件的基础上，通过将这些轴构件相互焊接并接合而进行制造的方法(例如，参照专利文献1)。如果是这样的方法，则例如能够根据轴构件而使材料不同，例如根据蒸汽涡轮内的温度分布而能够选定轴构件的材料。例如，在将涡轮转子沿轴向分割成三部分的情况下，能够进行如下材料选定：使用高温强度优异的高Cr钢作为配置在蒸汽涡轮内的环境温度为高温区域的位置的中央部的母材，并在除此以外的部位使用低合金钢。在该制造方法中，出于确保形成在相邻的轴构件彼此之间的焊接金属的韧性和降低焊接热影响部(HAZ，Heat-AffectedZone)的硬度的目的而通常实施焊接后热处理(PWHT，PostWeldHeatTreatment)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本国专利第4288304号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，已知在实施焊接后热处理时，低合金钢侧的焊接后热处理温度比原料的回火温度变高，母材的强度下降也同时发生。另一方面，多个轴构件中的包含设置最终级涡轮叶片的叶片槽的轴构件中，根据附加高应力的最终级附近的强度要求而决定母材的初期强度，因此考虑到焊接后热处理后的强度下降量而将焊接前的母材强度调整得较高。在此，在焊接后热处理中的周向的温度变动大的情况下，即，焊接后热处理的加热温度的均一性差的情况下，会产生处理后的强度的周向的不均一。尤其是将母材强度调整得较高的情况下，伴随着强度变化增大而均一性恶化。为了抑制强度的均一性的恶化，通常使用电气炉进行焊接后热处理。通过使用电气炉对转子的整体进行加热，能够减小焊接后热处理中的周向的温度变动。而且，作为电气炉，为了抑制由转子自重引起的蠕变变形，通常使用立式电气炉。然而，能够收容转子的电气炉的使用需要极大的成本，因此也研究了仅对焊接部附近进行加热的方法。然而，在仅对焊接部附近进行加热的方法中，与对转子的周围的气氛进行加热的电气炉相比，存在难以减小焊接后热处理中的温度变动的课题。本专利技术的目的在于提供一种即使在焊接后热处理中的周向的温度变动大的情况下也能够减小焊接部附近的强度不均的轴体的制造方法。用于解决课题的方案根据本专利技术的第一形态，轴体的制造方法将多个轴构件焊接而形成轴体，其中，所述轴体的制造方法具备如下工序：一次回火工序，对于至少任意一个所述轴构件，在将所述轴构件彼此焊接之前，在相邻的其他的所述轴构件侧的端部的附近的范围内，以使所述范围的所述端部侧的强度比所述范围的与所述端部相反的一侧的强度低的方式进行回火；焊接工序，在所述一次回火工序之后将所述轴构件彼此焊接；及二次回火工序，在所述焊接工序之后对于所述轴构件间的焊接部附近进行回火。根据这样的结构，通过降低一个轴构件的焊接部附近的强度，而二次回火工序中的强度下降变得轻微。由此，即使在二次回火工序中的加热温度的周向的温度位移大的情况下，也能够确保远离焊接部的部位的强度，并减小焊接部附近的周向的强度不均。另外，能够使轴构件的焊接部附近成为与沿着轴向逐渐变化的必要强度对应的强度。在上述轴体的制造方法中，也可以具备如下工序：焊接前原料形成工序，形成各个所述轴构件的焊接前原料；及淬火工序，在所述焊接前原料形成工序之后且在所述一次回火工序之前，对各个所述轴构件的焊接前原料进行淬火。在上述轴体的制造方法中，所述一次回火工序也可以通过改变所述范围的回火温度和所述范围以外的回火温度来进行。根据这样的结构，通过在一次回火工序中改变回火温度而能够容易地进行温度控制。在上述轴体的制造方法中，所述二次回火工序也可以使用板式加热器对所述焊接部附近进行加热。在上述轴体的制造方法中，所述二次回火工序也可以在所述轴体的轴线沿着水平方向的状态下实施。在上述轴体的制造方法中，也可以制造回转机械的转子作为所述轴体。在上述轴体的制造方法中，也可以形成涡轮轴作为所述转子，所述一个轴构件配置在涡轮内的环境温度为中低温区域的位置且包含设置最终级涡轮叶片的叶片槽，设定比最终级靠上级侧的范围作为所述范围。在上述轴体的制造方法中，也可以是所述一个轴构件由低合金钢形成，所述其他的轴构件由高铬钢形成。根据这样的结构，即使在将回火温度高的高铬钢与低合金钢进行焊接的情况下，也能够减小焊接部附近的周向的强度不均。专利技术效果根据本专利技术，通过降低一个轴构件的焊接部附近的强度而二次回火工序中的强度下降变得轻微。由此，即使在二次回火工序中的加热温度的周向的温度位移大的情况下，也能够确保远离焊接部的部位的强度，并减小焊接部附近的周向的强度不均。附图说明图1是说明本专利技术的第一实施方式的涡轮转子的结构及强度/硬度的图。图2是说明本专利技术的第一实施方式的轴体的制造方法的工序的流程图。图3是说明本专利技术的第一实施方式的轴体的制造方法的一次回火工序的方法的概略图。图4是说明本专利技术的第二实施方式的轴体的制造方法的工序的流程图。图5是在本专利技术的第二实施方式的轴体的制造方法中使用的(a)焊接热影响部的LMP标绘和(b)母材的LMP标绘。图6是表示在本专利技术的第二实施方式的轴体的制造方法中使用的实体温度计测的结果的坐标图。图7A是表示在本专利技术的第二实施方式的轴体的制造方法中使用的二次回火工序的温度变化的坐标图。图7B是说明在本专利技术的第二实施方式的轴体的制造方法中使用的焊接后热处理的条件的校正方法的坐标图。具体实施方式(第一实施方式)以下，参照附图，详细说明本专利技术的第一实施方式的轴体的制造方法。在以下的说明中，使用蒸汽涡轮(回转机械)的涡轮转子(涡轮轴)的制造方法来说明本实施方式的轴体的制造方法。首先，说明通过本实施方式的轴体的制造方法制造的涡轮转子。如图1所示，通过本实施方式的轴体的制造方法制造的涡轮转子1具有：成为涡轮转子1的第一端部的第一轴构件2；涡轮转子1的与第一端部相反的一侧的成为第二端部的第三轴构件4；配置在第一轴构件2与第三轴构件4之间的第二轴构件3。第一轴构件2、第二轴构件3、第三轴构件4沿着涡轮转子1的轴线方向相互焊接。各自的轴体呈在长度方向上直径变化的形状，涡轮转子1的截面形状成为圆形形状。涡轮转子1是异钢种焊接转子，蒸汽涡轮内的配置在环境温度为中低温区域的位置的第一轴构件2(低压涡轮转子)及第三轴构件4由低合金钢形成，蒸汽涡轮内的配置在环境温度为高温区域的位置的第二轴构件3由高温强度优异的高Cr钢形成。具体而言，第一轴构件2由3.5％NiCrMoV低合金钢形成，第二轴构件3由12％Cr钢形成，第三轴构件4由1～2.25％CrMoV低合金钢形成。第一轴构件2是低压涡轮转子，安装有多个涡轮叶片RB。安装的涡轮叶片RB沿着与第一轴构件2的轴向正交的方向延伸，叶片高度以使最终级涡轮叶片LRB成为最长的方式从上游侧(第二轴构件3侧)逐渐变长。在第一轴构件2形成有设置最终级涡轮叶片LRB的叶片槽6。在第一轴构件2的叶片槽6安装具有高的叶片高度的最终级涡轮叶片LRB，在叶片槽6附近附加有大的离心力(应力)。由此，在第一轴构件2的叶片槽6处要求的强度高。在第一轴构件2与第二轴构件3之间及第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴体的制造方法，将多个轴构件焊接而形成轴体，其中，所述轴体的制造方法具备如下工序：一次回火工序，对于至少任意一个所述轴构件，在将所述轴构件彼此焊接之前，在相邻的其他的所述轴构件侧的端部的附近的范围内，以使所述范围的所述端部侧的强度比所述范围的与所述端部相反的一侧的强度低的方式进行回火；焊接工序，在所述一次回火工序之后将所述轴构件彼此焊接；及二次回火工序，在所述焊接工序之后对于所述轴构件间的焊接部附近进行回火。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.10 JP 2014-2088141.一种轴体的制造方法，将多个轴构件焊接而形成轴体，其中，所述轴体的制造方法具备如下工序：一次回火工序，对于至少任意一个所述轴构件，在将所述轴构件彼此焊接之前，在相邻的其他的所述轴构件侧的端部的附近的范围内，以使所述范围的所述端部侧的强度比所述范围的与所述端部相反的一侧的强度低的方式进行回火；焊接工序，在所述一次回火工序之后将所述轴构件彼此焊接；及二次回火工序，在所述焊接工序之后对于所述轴构件间的焊接部附近进行回火。2.根据权利要求1所述的轴体的制造方法，其中，所述轴体的制造方法具备如下工序：焊接前原料形成工序，形成各个所述轴构件的焊接前原料；及淬火工序，在所述焊接前原料形成工序之后且在所述一次回火工序之前，对各个所述轴构件的焊接前原料进行淬火。3.根据权利要求1或权...

【专利技术属性】
技术研发人员：平川裕一，福岛宽明，西本慎，远藤裕之，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP