Brevet FR2656897A1 — publié le 19910712

DESCRIPTION La présente invention a pour objet la réalisation de secteurs de distributeurs de turbine pour les turbomachines d'aviation. I1 est connu de réaliser des secteurs de distributeur de turbine par les techniques classiques de moulage, notamment pour des distributeurs non refroidis. Pour les distributeurs refroidis par circulation d'air sous pression, ces techniques sont d'une mise en oeuvre difficile car elles nécessitent des noyaux de fonderie de forme compliquée notamment quand les pales et les plates formes du distributeur comportent simultanément des circuits de refroidissement. La présente invention a pour but de s'affranchir des techniques de moulage en réalisant les secteurs de distributeur sous forme de sous ensembles séparés assemblés entre eux par brasage-diffusion. Les techniques de brasage-diffusion sont en elles-mêmes communes mais nécessitent généralement la mise sous pression mécanique des pièces à assembler. Toutefois, lorsque celles-ci sont de forme complexe, comme dans le cas de plates-formes de distributeurs, le maintien sous pression mécanique pendant le brasage des pièces à assembler est d'une mise en oeuvre difficile. Un autre but de l'invention est donc de réaliser des secteurs de distributeur de turbine en assemblant des sous-ensembles sans mise en pression mécanique pendant les opérations de brasage-diffusion. L'invention a égarement pour but de simplifier la réalisation des circuits de refroidissement dans les plates-formes de distributeurs en réalisant celles-ci en deux pièces distinctes dont l'une comportera en creux le motif de refroidissement, les deux pièces étant ensuite assemblées entre elles. Enfin et de façon générale l'invention a pour but de réduire les coûts et les cycles de fabrication de ces pièces complexes par la mise au point d'un procédé mettant en oeuvre des étapes simples. L'invention a donc pour objet un procédé de réalisation d'un secteur de distributeur de turbine comportant des plates formes refroidis par circulation de fluide sous pression selon lequel on réalise les plates-formes en deux parties, une peau chaude dont la face interne est en contact avec la veine et une peau froide superposée sur la face externe de la peau chaude, la peau chaude comportant sur sa face destinée à être en contact avec la peau froide un motif en creux pour la circulation du fluide de refroidissement et la peau froide comportant une face de forme conjuguée à celle de ladite peau chaude.En outre, selon le procédé lesdites faces conjuguées des peaux chaude et froide sont apairées par une opération d'usinage par électroérosion dans laquelle la peau chaude constitue l'électrode d'usinage de la face en regard de la peau froide, ceci afin de permettre l'assemblage des peaux chaude et froide par brasage diffusion sans mise en pression mécanique des deux peaux l'une contre l'autre. Pour permettre de façon optimale cette opération de brasage sans pression, l'opération d'apairage par électro-érosion est effectuée pendant un temps tel que soit réalisé dans la face de la peau~froide une empreinte d'une profondeur comprise entre 0, 2mm et 0,5mm en regard de toutes les parties en relief de la peau chaude. D'autres caractéristiques du procédé et la description d'étapes complémentaires dudit procédé seront mises en lumière et mieux comprises dans le complément qui suit accompagné de planches de dessins parmi lesquelles - la figure 1 est une vue en section longitudinale (par rapport à l'axe de la turbine dans laquelle est intégrée le distributeur) d'un secteur de distributeur selon l'invention - les figures 2 à 4 mortrent-les diverses opérations d'usinage préliminaire de la peau froide d'une plateforme - les figures 5 à 8 montrent les opérations d'usinage de la peau chaude d'une plate-forme - la figure 9 montrent l'opération d'apairage des peaux chaude et froide - la figure 10 montre des usinages complémentaires effectués sur la plate-forme - la figure 11 évoque une opération de découpe par électro-érosion par fil des implantures de pales dans les plates formes. - la figure 12 montre le secteur de distributeur assemblé - la figurel3 monte la face de la peau chaude comportant le circuit de ventilation et de refroidissement imprimé en creux après l'opération de la figure 8 - la figure 14 montre la face de la peau froide à placer en regard de la peau chaude ci-dessus évoquée, après l'opération d'apairage de la figure 9; Si l'on regarde la figure 1, on voit que le secteur de distributeur comporte une plate-forme supérieure 1, une plate-forme inférieure 2 entre lesquelles sont brasées des pales 3. Les deux plates-formes 1 et 2 ont une forme de section en S vues de l'amont vers l'aval en raison du fort rétrécissement imposé à la veine à ce niveau de la turbine. Du fait de cette section particulière, une opération de brasage avec mise en pression mécanique serait délicate à effectuer sur ces pièces et l'invention vise à éviter de telles opérations. En suivant le découlé opératoire de l'invention, illustré à titre d'exemple pour la fabrication d'une plate-forme supérieure 1, à partir d'une ébauche parallélépipédique ou rayonnante 4 (figure 2) on réalise d'abord partiellement la peau froide 5 d'abord par une opération de découpage par électroérosion à fil (figure 3) pour obtenir un brut aux cotes approchées. On rectifie ensuite (figure 4) la face à braser 6 de la peau froide qui sera en regard de la peau chaude. Parallèlement, on réalise à partir d'une ébauche 7 (figure 5) un brut aux cotes approchées de la peau chaude 8 par découpe fil en électroérosion (figure 6) puis on en rectifie la face W braser 9 de la peau chaude qui sera en contact avec la peau froide. Ensuite (figure 8), par électroérosion avec pour électrode une matrice de forme préalablement usinée, on réalise en creux dans la face 9 de la peau chaude le motif de refroidissement 10 qui servira de chemin au fluide de ventilation. L'enfoncement de l'électrode dans l'épaisseur de la peau chaude est stoppé dès que la profondeur souhaitée des canaux 11 est obtenue. La figure 13 montre un exemple de motif de refroidissement 10 réalisé dans la peau chaude d'une plate-forme. Les canaux 11 de ventiJation sont réalisés en creux et séparés par des cloisons 12 en relief. On voit que dans ce motif de refroidissement, les canaux sont repliés en "accordéon" et à chaque changement de sens du fluide des petites cloisons internes semi-circulaires 12a de guidage de l'air ont été réalisées. On voit sur cette figure que les zones de la peau chaude à braser sur la peau froide sont limitées aux bords de la plate-forme et aux surfaces libres des cloisons en relief 12 séparant les canaux 11. De façon à ce que les canaux aient toute leur efficacité de ventilation, il est primprdial que le brasage soit effectué le plus uniformément possible sur la totalité des cloisons et des bords de la plate-forme. Or ce brasage étant réalisé sur une surface gauche (voir la section des plates-formes 1 et 2 sur la figure 1), il est important qu'avant brasage on s'assure que le jeu entre les surfaces à braser des peaux chaude et froide sgit uniforme et à la cote optimale pour un brasage de quarité. C'est la raison pour laquelle on apaire la peau chaude 8 et la peau froide 5. Ceci est effectué par une opération d'usinage de la peau froide par électroérosion avec pour électrode de travail la peau chaude elle-même dont la face 9 comportant le motif de refroidissement 10 servira de matrice pour la réalisation en creux d'un jeu uniforme dans la surface de brasage 6 de ladite peau froide. L'enfoncement de la matrice est stoppée lorsque la profondeur de l'empreinte 14 dans la peau froide (voir figure 14) du motif de refroidissement de la peau chaude est comprise entre 0,2et-0,5mm et préférentiellement 0,3mm, profondeur considérée comme optimale pour éliminer l'effet des écarts géométriques entre les faces conjuguées de la peau chaude et de la peau froide lors de l'opération d'assemblage consécutive. Celle-ci est effectuée (figure 9), par brasage avec matériau d'apport sans pression mécanique selon un procédé de brasage-diffusion connu en soi. Une fois assemblées les peaux chaude 8 et froide 5 pour former la plate-forme 1, on réalise la face interne la au profil de la veine par rectification et la finition de la face externe lb de la plate-forme 1, par électroérosion avec des matrices de forme pour électrodes. Une fois réalisées les finitions des deux plates-formes 1 et 2, la plate-forme 2 étant réalisée selon le même découlé opératoire que la plate-forme 1, on effectue dans lesdites deux plates-formes (figure 11) des logements pour les implantures des pales 3 du secteur de distributeur. Ces logements peuvent être usinés par électroérosion à fil dans les plates-formes 1 et 2 positionnées au moyen d'un montage d'usinage dans leur position définitive. Ainsi, on usine simultanément par EDM fil les implantures de chaque pale sur les deux plates-formes intérieure et extérieure, ceci pour éviter de cumuler la dispersion du positionnement des implantures par rapport aux plates formes. Les pales sont ensuite assemblées et brasées par brasagediffus ion sur les plates-formes pour former un secteur de distributeur comportant une ou plusieurs pales 3, par exemple deux dans l'application décrite. Après assemblage des pales, les parties de l'implanture qui doivent être fermées sur les paroissfroides sont obturées au moyen de pièces de forme rapportées par brasage-diffusion. Le secteur étant ainsi assemblé, on effectuera sur ce dernier les travaux de finition nécessaires, par exemple l'usinage de portées circulaires amont lc, 2c et aval ld, 2d. Ce procédé de réalisation s' applique bien à des secteurs de distributeurs de petit diamètre fortement convergents de l'amont vers l'aval et/ou possédant des sections de plates-formes gauches. I1 permet également de réaliser des distributeurs composites, comportant par exemple des pales d'un matériau autre que celui des plates-formes. I1 réduit de façon notable les coûts et les en-cours de fabrication. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un secteur de distributeur de turbine comportant'des plates-formes (1,2) refroidies par circulation de fluide sous pression caractérisé en ce qu'on réalise les plates-formes en deux parties, une peau chaude (8) dont la face interne (la, 2a) est en contact avec la veine et une peau froide (5) superposée sur la face externe (9) de la peau chaude (8), la peau chaude comportant sur sa face destinée à être en contact avec la peau froide un motif en creux (10) pour la circulation du fluide de refroidissement et la peau froide comportant une face (6) de forme conjuguée à celle de ladite peau chaude et en ce que lesdites faces conjuguées des peaux chaude et froide sont apairées par une opération d'usinage par électroérosion dans laquelle la peau chaude (8) constitue l'électrode d'usinage de la face (6) en regard de la peau froide (5). 2. Procédé de réalisation de secteurs de distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération d'apairage par électro-érosion est réalisée pendant un temps tel que soit réalisé dans la face de la peau froide une empreinte (14) d'une profondeur comprise entre 0,2 et 0,5 mm en regard de toutes les parties en relief (12, 12a) de la peau chaude (8). 3. Procédé de réalisation de secteurs de distributeurs selon la revendication 2, caractérisé en ce que les peaux chaudes (8) et froides (5) ainsi apairées sont solidarisées par brasage diffusion sans mise en pression mécanique. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les peaux chaude (8) et froide (5) des plates-formes sont réalisées dans des ébauches (4) en électro-érosion par découpe fil. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le motif en creux (10,11) de la peau chaude, destiné à la circulation de fluide de refroidissement est réalisé par électro-érosion. 6. Procédé de réalisation de secteurs de distributeurs dont les plates-formes intérieure (2) et extérieure (1) sont obtenues selon l'une quelconques des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'on découpe simultanément dans lesdites plates-formes par électroérosion à fil des logements pour les implantures des pales (3). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on assemble les pales (3) obtenues par tout moyen connu en soi avec les plates-formes intérieure et extérieure dudit secteur et en ce'quton~les solidarise par brasage diffusion. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'on effectue sur les secteurs de distributeur des opérations de finition comportant notamment un usinage des portées circulaires (lc, ld, 2c, 2d) internes et externes du distributeur.