制造构件的方法和成品构件技术

本发明专利技术涉及制造构件的方法和成品构件。公开了一种制造构件的方法和成品构件。该方法包括对构件熔敷材料，以及操纵材料而形成边界区和填料区，以获得期望的属性。构件包括边界区和填料区，从而具有期望的属性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成品构件和制造成品构件的工艺。具体而言，本专利技术涉及用于焊接的工艺和焊接构件。
技术介绍
燃气轮机中的工作温度在热方面和化学方面都是不友好的。通过发展铁基、镍基和钴基超合金以及使用保护超合金不受氧化、热腐蚀等的环境涂层，已经实现了高温能力的提闻。·在燃气轮机的压缩机部分中，大气空气被压缩到大气压的10-25倍，并且在过程中以绝热的方式被加热到700 0F -1250 0F (371°C -677°C )工艺。这个受加热和压缩的空气被引导到燃烧器中，在燃烧器中空气与燃料混合。燃料被点燃，并且燃烧过程将气体加热到非常高的温度，超过3000 T (1650°C)。这些热气穿过涡轮，在涡轮中，固定到旋转涡轮盘上的翼型件抽取能量，以驱动附连的产生电功率的发电机。为了改进涡轮的运行效率，已经使燃烧温度升高。当然，在燃烧温度升高时，必须采取措施来防止为这些热的燃烧气体形成流径的材料发生热退化。使用焊接工艺来制造许多热气路径构件。这样的构件中的或这样的构件的周围的焊接接头具有提高的抗应变时效开裂性是合乎需要的，从而扩大构件的工作范围和/或延长构件的使用寿命。不遭受上面的缺点中的一个或多个的焊接构件和焊接构件的工艺在本领域中将是合乎需要的。
技术实现思路
在一个示例性实施例中，一种制造构件的方法包括将第一熔融材料施用物熔敷到表面上，以形成至少部分地固化的层；操纵该至少部分地固化的层的至少一部分，以形成边界区；以及将第二熔融材料施用物熔敷到边界区，以形成填料区。在另一个示例性实施例中，一种制造构件的方法包括将第一材料熔敷到构件的裂纹敏感性熔合边界的至少一部分上；操纵材料，以形成边界区；以及将第二材料熔敷到边界区上。边界区在裂纹敏感性熔合边界内提供抗应变时效开裂性。在另一个示例性实施例中，一种焊接构件包括至少部分地定位在裂纹敏感性熔合边界上的边界区，以及至少部分地定位在边界区上的填料区。边界区在裂纹敏感性熔合边界内提供抗应变时效开裂性。附图说明图I是根据本公开的示例性构件的示意图。图2是具有根据本公开的示例性工艺而施用的熔融材料的示例性构件的简图。图3是根据本公开的示例性工艺的材料的示例性熔化过程的简图。图4是具有根据本公开的示例性工艺而施用到边界区的熔融材料的示例性构件的简图。图5是根据本公开的示例性工艺而施用到边界区的材料的示例性熔化过程的简图。图6是具有根据本公开的示例性工艺而施用的熔融材料的示例性构件的简图。图7是根据本公开的示例性工艺的材料的示例性熔化过程的简图。图8是曲线图，其示出了示例性构件与在没有根据本公开施用和操纵熔融材料的情况下制造的构件相比的铝分布。图9是曲线图，其示出了示例性构件与在没有根据本公开施用和操纵熔融材料的 情况下制造的构件相比的钛分布。具体实施例方式提供了一种成品构件和制造构件的工艺。由于高的预热输入或非常低的热输入的原因，本公开的实施例具有降低的应力水平，具有抵抗应变时效开裂的过渡堆焊，对裂纹的形成具有提高的抵抗力，具有较低的基体金属稀释性，容许修理和浇铸缺陷，以及它们的组口 ο图I显示了通过示例性工艺制造而成的示例性构件100。构件100是焊接构件，并且包括边界区205，边界区205由至少部分地定位在基体金属105的裂纹敏感性熔合边界104上的边界施用物层102 (参见图3)和至少部分地定位在边界区205上的填料区106形成。边界区205在裂纹敏感性熔合边界104内提供抗应变时效开裂性。如本文所用，用语“裂纹敏感性熔合边界”指的是例如由于铸造稀释作用的原因而与其它区相比具有加强的开裂敏感性的构件的区域。例如，如图I中显示的那样，在一个实施例中，裂纹敏感性熔合边界104在形成于构件100的半圆形或半球形腔体110内的等腰三角形108的基部101下面延伸。在一个实施例中，裂纹敏感性熔合边界104在腔体110的下部部分112内达例如腔体110的深度的大约1/3，以及/或者不在腔体110的上部部分114内。如将理解的那样，在一些实施例中，腔体110包括备选的几何构造，包括(但不限于)不是半圆形或半球形的弯曲的几何构造、类似通道的几何构造、直线式几何构造、复杂的几何构造(例如涡轮构件，诸如叶片、喷嘴、护罩和其它复杂的构件)或任何其它适当的几何构造。如图2和3中显示的那样，根据示例性工艺，通过这样的方式来制造构件100，即，将熔融材料202熔敷(例如预滴)到构件100的表面204的至少一部分上，以及然后操纵(例如涂、抹(butter)或以别的方式操纵)熔融材料202，以形成边界施用物层102，以及然后形成边界区205 (参见图4)。在一个实施例中，与焊枪208和焊条209结合起来施用熔融材料202。根据本公开的焊接由任何适当的焊接机构/工艺执行，包括(但不限于)等离子焊接工艺、弧焊工艺、激光或脉冲焊接工艺、钨电极惰性气体保护焊接工艺、其它适当的焊接工艺、或它们的组合。焊条209是能够被焊枪208熔化的一种或多种合金。焊条209能够呈能够被焊枪208熔化的条或任何其它适当的形状(诸如扭曲的条)。在一个实施例中，根据工艺来熔敷熔融材料202会提高对熔体池紊流的抵抗力，提高对基体金属105稀释的抵抗力，减少使用的热输入，提高对熔析和应变时效开裂的抵抗力，降低对在焊接之后所使用的热处理的依赖，以及/或者取代该热处理，以及它们的组合。在一个实施例中，在不对基体金属105进行局部熔化的情况下施用熔融材料202。基体金属105和/或熔融材料202包含超合金材料。一种适当的超合金材料是具有高达大约15重量％的铬、高达大约10重量％的钴、高达大约4重量％的钨、高达大约2重量％的钥、高达大约5重量％的钛、高达大约3重量％的铝和高达大约3重量％的钽的镍基合金。在一个实施例中，超合金材料具有大约14重量％的铬、大约9. 5重量％的钴、大约3. 8重量％的钨、大约I. 5重量％的钥、大约4. 9重量％的钛、大约3. O重量％的铝、大约O. I重量％的碳、大约O. 01重量％的硼、大约2. 8重量％的钽以及其余为镍的组分。一种适当的超合金材料是具有闻达大约10重量％的络、闻达大约8重量％的钻、闻达大约4重量％的钛、高达大约5重量％的铝、高达大约6重量％的钨和高达大约5重量％的钽的镍基合金。在一个实施例中，超合金材料具有大约9. 75重量％的铬、大约7. 5重量％的钴、大约3. 5重量％的钛、大约4. 2重量％的铝、大约6. O重量％的钨、大约I. 5重量％的钥、大约4. 8重量％的钽、大约O. 08重量％的碳、大约O. 009重量％的锆、大约O. 009重量％的硼以及其余为镍的组分。 一种适当的超合金材料是具有高达大约8重量％的钴、高达大约7重量％的铬、高达大约6重量％的钽、高达大约7重量％的铝、高达大约5重量％的钨、高达大约3重量％的铼和高达大约2重量％的钥的镍基合金。在一个实施例中，超合金材料具有大约7. 5重量％的钴、大约7. O重量％的铬、大约6. 5重量％的钽、大约6. 2重量％的铝、大约5. O重量％的钨、大约3. O重量％的铼、大约I. 5重量％的钥、大约O. 15重量％的铪、大约O. 05重量％的碳、大约O. 004重量％的硼、大约O. 01重量％的钇以及其余为镍的组分。一种适当的超合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造构件的方法，包括：将第一熔融材料施用物熔敷到表面上，以形成至少部分地固化的层；操纵所述至少部分地固化层的至少一部分，以形成边界区；以及将第二熔融材料施用物熔敷到所述边界区上，以形成填料区。

【技术特征摘要】
2011.06.22 US 13/166,2151.一种制造构件的方法，包括 将第一熔融材料施用物熔敷到表面上，以形成至少部分地固化的层； 操纵所述至少部分地固化层的至少一部分，以形成边界区；以及 将第二熔融材料施用物熔敷到所述边界区上，以形成填料区。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一熔融材料施用物包含与所述第二熔融材料施用物基本相同的组分。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一熔融材料施用物包含与所述第二熔融材料施用物不同的组分。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在操纵所述至少部分地固化的层的所述部分以形成所述边界区之前，熔化所述部分。5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述构件包括裂纹敏感性熔合边界。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述边界区在所述构件的裂纹敏感性熔合边界内提供抗应变时效开裂性。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述边界区覆盖整个裂纹敏感性熔合边界。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述边界区覆盖所述裂纹敏感性熔合边界的至少一部分。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述边界区填充所述构件中的腔体的容积的大约1/3。10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述边界区和所述填料区中的一个或多个包含选自下者组成的组的镍基超合金 大约15重量％的铬、大约10重量％的钴、大约4重量％的钨、大约2重量％的钥、大约5重量％的钛、大约3重量％的铝和大约O. I重量％的碳、大约O. 01重量％的硼、大约3重量％的钽以及其余为镍的合成物； 大约10重量％的铬、大约8重量％的钴、大约4重量％的钛、大约5重量％的铝、大约6重量％的钨、大约I. 5重量％的钥、大约5重量％的钽、大约O. 08重量％的碳、大约O. 009重量％的锆、大约O. 009重量％的硼以及其余为镍的合成物； 大约8重量％的钴、大约7重量％的铬、大约6重量％的钽、大约7重量％的铝、大约5重量％的钨、大约3重量％的铼、大约2重量％的钥、大约O. 15重量％的铪、大约O. 05重量％的碳、大约O. 004重量％的硼、大约O. 01重量％的钇以及其余为镍的合成物； 大约10重量％的铬、大约8重量％的钴、大约5重量％的铝、大约4重量％的钛、大约2重量％的钥、大约6重量％的钨、大约5重量％的钽、大约O. 5重量％的铌、大约O. 15重量％的铪、大约O. 05重量％的碳、大约O. 004重量％的硼以及其余为镍的合成物；以及 大约9. 5重量％的钴、大约8. O重量％的铬、大约9. 5重量％的钨、大约O. 5重量％的钥、大约5. 5重量％的铝、大约O. 8重量％的钛、大约3. O重量％的钽、大约O. I重量％的锆、大约I. O重量％的碳、大约O. 15重量％的铪以及其余为镍的合成物。11.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在预先确定的范围的电流内施用所述第一熔融材料施用物，所述预先确定的范围介于大约5A和大约40A之间。12.根据权利要求I所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔岩，SC科蒂林加姆，DJ多里蒂，BL托利森，林德超，HB萨姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：