燃气轮机动叶片的修补方法以及燃气轮机动叶片技术

本发明专利技术涉及在对燃气轮机动叶片的叶片前端的削减部进行修补时，能够防止堆焊焊接中的裂缝等缺陷的产生，可进行可靠性高的修补的燃气轮机动叶片的修补方法、以及通过该修补方法修补后得到的燃气轮机动叶片。燃气轮机动叶片的修补方法具备：除去叶片前端的削减部，将叶片前端加工成平面的削减部除去工序；在被加工成平面的叶片前端，利用激光将延展性比构成燃气轮机动叶片的基材大的堆焊材料的粉末熔融，多层地进行堆焊，形成规定厚度的堆焊部的堆焊焊接工序；将堆焊部的形状加工成与发生削减之前的最初的叶片前端的形状相同的形状的成形工序；和将因堆焊焊接工序中的激光焊接而产生的残余变形除去的热处理工序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及燃气轮机(gas turbine)动叶片(moving blade)的修补方法，尤其涉及对在燃气轮机动叶片的前端部发生的氧化削减(减肉)进行修补的燃气轮机动叶片的修补方法、以及通过该修补方法进行修补后得到的燃气轮机动叶片。
技术介绍
燃气轮机动叶片被暴露在从燃烧器排出的1000°C以上的高温气体中。因此，为了获得有效的设计寿命周期，需要进行冷却。一般情况下，燃气轮机动叶片的冷却通过从燃气轮机动叶片的植入部的下端供给从压缩机中抽出的压缩空气的一部分来进行。供给到燃气轮机动叶片的内部的冷却空气经过在燃气轮机动叶片的叶片形部内形成的冷却通路向叶片外释放。为了尽量减少冷却空气的使用量，燃气轮机动叶片由M基耐热合金等形成，能够在800°C以上的温度环境下使用。尤其对于第1级动叶片而言，由于被暴露在最高温的燃烧气体中，所以采用了高度的冷却设计方法。但是，燃气轮机动叶片的叶片前端部在构造上难以实现冷却强化，其温度比燃气轮机动叶片的其他部位高。燃气轮机动叶片的叶片面被实施了耐腐蚀涂层(coating)、隔热涂层。另一方面， 由于与汽缸(casing)相对的燃气轮机动叶片的叶片前端在运转中和汽缸的内周面接触， 即使实施了涂层也会发生剥离，所以对叶片前端面不实施上述的涂层。因此，基于由燃烧气体引起的氧化、来自经过燃气轮机动叶片的燃烧气体的侵蚀，燃气轮机动叶片的叶片前端不断削减。如果发生削减，则燃气轮机动叶片的叶片前端与汽缸的内周面的间隙增加，涡轮性能会降低。如果燃气轮机动叶片的叶片前端的削减不断发展，则削减部会达到冷却通路部，导致冷却空气流出。由此，燃气轮机动叶片内的冷却空气的流量失去平衡，成为燃气轮机动叶片的温度上升、产生损伤的原因。由于在燃气轮机动叶片中会如上述那样发生削减等，所以在使用了规定期间后， 实施恢复成原来形状的修补。在修补中，将削减了的部位加工成平面，通过焊接进行堆焊， 实施精加工(例如参照专利文献1)。专利文献1 日本特开平10-80767号公报由于燃气轮机动叶片由Ni基耐热合金等耐热合金形成，所以高温强度优秀，但焊接性不佳，存在焊接部容易产生缺陷这一问题。而且，在燃气轮机动叶片的修补中，当采用 TIG(钨惰性气体)焊接等的使用了焊条的堆焊焊接时，焊接时的热量输入比较大，容易发生结晶裂缝等缺陷。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术为了解决上述课题而提出，其目的在于，提供一种当对燃气轮机动叶片的叶片前端的削减部进行修补时，能够防止堆焊焊接中的裂缝等缺陷的产生，进行可靠性高的修补的燃气轮机动叶片的修补方法、以及通过该修补方法进行了修补的燃气轮机动叶片。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方式，在对燃气轮机动叶片的叶片前端的削减部进行修补的燃气轮机动叶片的修补方法中，具备削减部除去工序，除去上述叶片前端的削减部，并将上述叶片前端加工成平面；堆焊焊接工序，在被加工成平面的上述叶片前端，利用激光使延展性比构成上述燃气轮机动叶片的基材大的堆焊材料的粉末熔融，多层地进行堆焊，形成规定厚度的堆焊部；成形工序，将上述堆焊部的形状加工成与发生削减之前的最初的上述叶片前端的形状相同的形状；以及热处理工序，将因上述堆焊焊接工序中的激光焊接而产生的残余变形除去。另外，根据本专利技术的一个方式，在对燃气轮机动叶片的叶片前端的削减部进行修补的燃气轮机动叶片的修补方法中，具备削减部除去工序，除去上述叶片前端的削减部， 并将上述叶片前端加工成平面；第1堆焊焊接工序，在被加工成平面的上述叶片前端，利用激光使延展性比构成上述燃气轮机动叶片的基材大的第1堆焊材料的粉末熔融，并多层地进行堆焊，形成规定厚度的第1堆焊部；第2堆焊焊接工序，在上述第1堆焊部上利用激光使耐氧化性比上述第1堆焊材料优秀的第2堆焊材料的粉末熔融，多层地进行堆焊及层叠， 形成规定厚度的第2堆焊部；成形工序，将上述第1堆焊部以及上述第2堆焊部的形状加工成与发生削减之前的最初的上述叶片前端的形状相同的形状；以及热处理工序，将因上述第1堆焊焊接工序以及上述第2堆焊焊接工序中的激光焊接而产生的残余变形除去。附图说明图1是表示叶片前端削减后的燃气轮机动叶片的立体图。图2是图1的A-A剖面，是表示燃气轮机动叶片的叶片前端的图。图3是表示本专利技术的第1实施方式涉及的燃气轮机动叶片的修补方法的工序的图。图4是用于对本专利技术涉及的第1实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序进行说明的、表示图1的A-A剖面的图。图5是用于对本专利技术涉及的第1实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序进行说明的、表示图1的A-A剖面的图。图6是用于说明激光焊接法的图。图7是用于对本专利技术涉及的第1实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序进行说明的、表示图1的A-A剖面的图。图8是用于对本专利技术涉及的第1实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序进行说明的、表示图1的A-A剖面的图。图9是表示本专利技术涉及的第2实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序的图。图10是用于对本专利技术涉及的第2实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序进行说明的、表示图1的A-A剖面的图。图11是用于对本专利技术涉及的第2实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序进行说明的、表示图1的A-A剖面的图。图12是用于对本专利技术涉及的第2实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序进行说明的、表示图1的A-A剖面的图。图13是用于对本专利技术涉及的第2实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序进行说明的、表示图1的A-A剖面的图。附图标记说明10...燃气轮机动叶片，10a...叶片前端，11...叶尖部，11a...凹部，12...削减部，13...平面，14...堆焊部，14a...第1堆焊部，14b...第2堆焊部，15、 16. · ·端面，20. · ·涂敷层(coating layer) ,110...激光焊枪(laser torch)，111···激光， 112...粉末，113...粉末供给装置，114...焊道。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的一个实施方式进行说明。(第1实施方式)图1是表示叶片前端IOa削减了的燃气轮机动叶片10的立体图。图2是图1的 A-A剖面，是表示燃气轮机动叶片10的叶片前端IOa的图。图3是表示本专利技术涉及的第1 实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序的图。图4 图5、图7 图8是用于对本专利技术涉及的第1实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的工序进行说明的、表示图1的A-A 剖面的图。图6是用于对激光焊接法进行说明的图。其中，在图1 图2、图4 图5中，用虚线表示了削减的部分。另外，在本专利技术涉及的第1实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法的说明中，作为燃气轮机动叶片10，对叶片前端IOa由叶尖(squealer)部11构成的例子进行了说明，但对于该构成以外的燃气轮机动叶片，也能够应用本专利技术涉及的第1实施方式的燃气轮机动叶片的修补方法。如图1以及图2所示，燃气轮机动叶片10的叶片前端IOa受到由燃烧气体引起的氧化、来自经过燃气轮机动叶片10的燃烧气体的侵蚀而削减，成为凹凸面形状。这样，在燃气轮机动叶片10的叶片前端IOa已削减的情况下，通过实施图3所示的各工序的处理，来进行修补处理。对具体的修补方法进行说明。在图2所示那本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种燃气轮机动叶片的修补方法，用于对燃气轮机动叶片的叶片前端的削减部进行修补，其特征在于，具备：削减部除去工序，除去上述叶片前端的削减部，并将上述叶片前端加工成平面；堆焊焊接工序，在被加工成平面的上述叶片前端，利用激光使延展性比构成上述燃气轮机动叶片的基材大的堆焊材料的粉末熔融，多层地进行堆焊，形成规定厚度的堆焊部；成形工序，将上述堆焊部的形状加工成与发生削减之前的最初的上述叶片前端的形状相同的形状；以及热处理工序，将因上述堆焊焊接工序中的激光焊接而产生的残余变形除去。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤胜康，日野武久，酒井义明，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP