Brevet FR3101663A1 — publié le 20210409

L’invention concerne un procédé de rechargement d’une pale (102) de turbomachine d’aéronef, ladite pale comportant un intrados et un extrados reliés ensemble par un bord d’attaque (106) et un bord de fuite (104), ladite pale comportant en outre une extrémité libre appelée sommet (108), le procédé comprenant un rechargement de ce sommet et comprenant les étapes consistant en : une fixation d’un premier taquet (110) sur ledit bord d’attaque, au niveau dudit sommet, et d’un second taquet (112) sur ledit bord de fuite, au niveau dudit sommet, un dépôt d’un cordon de rechargement sur ledit sommet, depuis ledit premier taquet jusqu’audit second taquet, et un retrait desdits premier et second taquets, ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite fixation desdits premier et second taquets est réalisée uniquement par pincement desdits premier et second taquets sur lesdits bords d’attaque et de fuite. Figure pour l'abrégé : Figure 10 PROCÉDÉ DE RECHARGEMENT D’UNE PALE DE TURBOMACHINE D’AÉRONEF L’invention concerne le domaine des turbomachines d’aéronef, et en particulier la réparation des sommets des pales de disques aubagés monoblocs (connus sous l’acronyme DAM) d’un moteur du type GE 90-115K. Plus précisément, l’invention a pour objet de permettre la mise en œuvre du rechargement des pales dans le cadre d’un nouveau développement sur la base d’une technologie de reconditionnement par fabrication additive (LMD, acronyme de l’expression anglaise « Laser Metal Deposition »). De façon connue, pour la réparation des sommets de pales de disques aubagés monoblocs, un rechargement desdits sommet est réalisé par un procédé de fabrication additive par dépôt et fusion de poudre, également connu sous le nom de procédé LMD-p (acronyme de l’expression anglaise « Laser Metal Deposition – powder »). Il s’agit d’un rechargement linéaire, opéré du bord d’attaque d’une pale au bord de fuite de ladite pale. Un rechargement linéaire inclut nécessairement un début et une fin de cordon. Problématique à résoudre : Les zones de début et de fin de cordon sont réputées sensibles d’un point de vue santé métallurgique, et peuvent comporter des défauts du type manque de liaison, ou effondrement, qui ne sont pas acceptables d’un point de vue technique et qualitatif. La cause principale des défauts, provient d’une part de la géométrie de chaque extrémité de la pale, lié au rayon du bord d’attaque, et d’autre part, est liée à l’épaisseur de chaque extrémité de la pale (bord d’attaque ou bord de fuite). Pour éviter de retrouver ces zones sensibles dans une pièce à l’état fini, des taquets sont utilisés. Ces taquets sont des pièces martyres, c’est-à-dire sacrificielles, apposées sur une pale, usuellement par un procédé de soudage, notamment par pointage. L’accroche d’un taquet sur la pale doit être suffisante, par exemple par soudure pénétrée, pour assurer sa tenue pendant de rechargement, tout en évitant des risques de collage, mais doit également être limitée au minimum afin de ne pas affecter métallurgiquement et dimensionnellement la pièce finale. On nomme Zone Affectée Thermiquement, une zone de la pièce à l’état fini qui est affectée métallurgiquement ; et Zone de Déformation de la pale, une zone de la pièce à l’état fini qui est affectée dimensionnellement. Les taquets, également appelés taquets de pointage, utilisés jusqu’à présent sont inspirés des géométries de taquets standards. La figure 1 représente un disque aubagé monobloc 10 composé d’une pluralité de pales 12 sur lesquelles sont agencés des taquets 14a, 14b selon l’art antérieur. Le taquet 14b est disposé sur le bord d’attaque 11 de la pale 12, tandis que le taquet 14a est disposé sur le bord de fuite 13 de la pale 12. Les excroissances 16b, 16a qui entourent le bord d’attaque et bord de fuite en intrados et extrados permettent de réaliser le pointage du taquet 14a, 14b sur la pale 12. En particulier, l’excroissance 16b entoure le bord d’attaque en intrados et extrados, tandis que l’excroissance 16a entoure le bord de fuite en intrados et extrados de la pale 12. L’intrados des pales 12 du disque aubagé monobloc 10 est représenté sur la figure 1 et dans l’encadré en pointillés B, tandis que l’extrados d’une pale 12 est représenté dans l’encadré en pointillés C. Cependant, l’équilibre entre la pénétration du pointage pour assurer un bon maintien des taquets et la légèreté du pointage pour éviter des zones abattues, c’est-à-dire des Zones Affectées Thermiquement, sur une pale n’a pas encore été trouvé. En effet, lors des premiers rechargements, les taquets se sont systématiquement effondrés, ce qui a généré des indications radiographiques non acceptables. Par exemple, la figure 2 représente une pale 12 d’un disque aubagé monobloc effondré lors d’un rechargement réalisé par un procédé LMD-p. Sur cette figure, les lignes A montrent l’effondrement du bord de fuite de la pale 12. Plusieurs essais ont été réalisés afin d’éviter l’effondrement des pales des disques aubagés monoblocs lors d’un rechargement réalisé par un procédé LMD-p. Les essais ont tous été réalisés sur trois pales. Des radiographies ont été réalisées après chaque pointage, afin de mettre en évidence des éventuelles soufflures ou indications linéaires. Les taquets représentés sur les figures 3a, 3b, 5a, 5b, 7a, 7b, 9a et 9b illustrent des géométries standard de taquets qui sont fixés par pointage sur des pales. Il a été proposé de raccourcir les excroissances des taquets, afin d’éviter l’effondrement de celles-ci. Les figures 3a et 3b représentent une pale 12, sur laquelle est fixé par pointage un taquet 24 avec une excroissance 26 raccourcie par rapport aux excroissances de la figure 1. Toutefois, comme représenté sur la figure 4 qui représente une radiographie de la pale 12 des figures 3a et 3b, avec des tels taquets 24, des soufflures, ainsi qu’une indication linéaire, sont observés sur les radiographies. Afin de supprimer le manque de liaison, il a été proposé d’augmenter la puissance sur le début et la fin du cordon pour la première passe (du bord d’attaque vers le bord de fuite sur une longueur de 15 mm). Toutefois, ceci a entrainé une pénétration plus importante au niveau du bord d’attaque et du bord de fuite de la pale 12. Il a également été proposé d’alléger le taquet, tout en gardant la même géométrie. Les figures 5a et 5b représentent une pale 12, sur laquelle est fixé par pointage un taquet 34 allégé par rapport aux taquets de la figure 1. Toutefois, comme représenté sur la figure 6 qui représente une radiographie de la pale 12 des figures 5a et 5b, avec des tels taquets 34, des soufflures, ainsi qu’une trop forte pénétration, sont observés sur les radiographies. Il a également été proposé de modifier la hauteur du taquet, afin de dégager le sommet de pale au maximum, et de garder un contact sur le bord d’attaque de la pale. Les figures 7a et 7b représentent une pale 12, sur laquelle est fixé par pointage un taquet 44 dont la hauteur est modifiée sur le sommet 44 de la pale 12 par rapport aux taquets de la figure 1. Sur la figure 7a, la dimension d1 est sensiblement égale à 3,0 mm et la dimension d2 est sensiblement égale à 0,5 mm. Toutefois, comme représenté sur la figure 8 qui représente une radiographie de la pale 12 des figures 7a et 7b, avec des tels taquets 44, des indications linéaires, des problèmes de liaison, ainsi que des soufflures avec des effondrements sur le bord d’attaque et le bord de fuite de la pale dus au changement de puissance pour éviter le manque de liaison linéaire, sont observés sur les radiographies. Il a également été proposé de dégager le sommet de la pale pour éviter les manques de liaisons. Les figures 9a et 9b représentent une pale 12, sur laquelle est fixé par pointage un taquet 54 dont la hauteur est modifiée pour dégager le sommet de la pale 12 par rapport aux taquets de la figure 1. Toutefois, avec des tels taquets 54, des soufflures, des indications linéaires et une trop forte pénétration sont systématiquement observés sur des radiographies. Ces inconvénients sont dus au pointage des taquets 54 sur la pale 12. L’invention a pour objectif de proposer une solution permettant de remédier à au moins certains de ces inconvénients. En particulier, la présente invention propose de revoir le mode de fixation des taquets sur les pales de turbomachine, et notamment sur les pales d’un disque aubagé monobloc. La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d’un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1, déjà décrite, représente schématiquement un disque aubagé monobloc, avec des taquets selon l’art antérieur, la figure 2, déjà décrite, représente une radiographie d’une pale du disque aubagé monobloc de la figure 1, les figures 3a et 3b, déjà décrites, représentent très schématiquement respectivement une vue de côté et une vue de dessus d’une pale d’un disque aubagé monobloc, avec un taquet selon un premier essai de l’art antérieur, la figure 4, déjà décrite, représente une radiographie d’une pale du disque aubagé monobloc des figures 3a et 3b, les figures 5a et 5b, déjà décrites, représentent très schématiquement respectivement une vue de côté et une vue de dessus d’une pale d’un disque aubagé monobloc, avec un taquet selon un deuxième essai de l’art antérieur, la figure 6, déjà décrite, représente une radiographie d’une pale du disque aubagé monobloc des figures 5a et 5b, les figures 7a et 7b, déjà décrites, représentent très schématiquement respectivement une vue de côté et une vue de dessus d’une pale d’un disque aubagé monobloc, avec un taquet selon un troisième essai de l’art antérieur, la figure 8, déjà décrite, représente une radiographie d’une pale du disque aubagé monobloc des figures 7a et 7b, les figures 9a et 9b, déjà décrites, représentent très schématiquement respectivement une vue de côté et une vue de dessus d’une pale d’un disque aubagé monobloc, avec un taquet selon un quatrième essai de l’art antérieur, la figure 10 représente schématiquement un disque aubagé monobloc, avec des taquets selon l’invention, les figures 11a et 11b représentent schématiquement des vues en perspective d’un taquet d’un bord de fuite selon l’invention, la figure 12 représente schématiquement une vue de dessous du taquet des figures 11a et 11b, les figures 13a et 13b représentent schématiquement des vues en perspective d’un taquet d’un bord d’attaque selon l’invention, et la figure 14 représente schématiquement une vue de côté du taquet des figures 13a et 13b. Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures. Procédé de rechargement d’une pale (102) de turbomachine d’aéronef, ladite pale (102) comportant un intrados et un extrados reliés ensemble par un bord d’attaque (106) et un bord de fuite (104), ladite pale (102) comportant en outre une extrémité libre appelée sommet (108), le procédé comprenant un rechargement de ce sommet (108) et comprenant les étapes consistant en : une fixation d’un premier taquet (110) sur ledit bord d’attaque (106), au niveau dudit sommet (108), et d’un second taquet (112) sur ledit bord de fuite (104), au niveau dudit sommet (108), un dépôt d’un cordon de rechargement sur ledit sommet (108), depuis ledit premier taquet (110) jusqu’audit second taquet (112), et un retrait desdits premier et second taquets (110, 112), ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite fixation desdits premier et second taquets (110, 112) est réalisée uniquement par pincement desdits premier et second taquets (110, 112) sur lesdits bords d’attaque et de fuite (104, 106). Procédé de rechargement selon la revendication précédente, dans lequel l’étape de dépôt dudit cordon de rechargement est réalisée par fabrication additive par dépôt et fusion de poudre. Procédé de rechargement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits premier et second taquets (110, 112) sont réalisés dans le même matériau que le matériau dudit cordon de rechargement. Procédé de rechargement selon la revendication précédente, dans lequel lesdits premier et second taquets (110, 112) et ledit cordon de rechargement sont réalisés en titane chargé de 6% d’aluminium et de 4% de vanadium. Procédé de rechargement selon l’une des revendications précédentes, comprenant également, préalablement à l’étape de fixation desdits premier et second taquets (110, 112), une étape consistant en une préchauffe, au moyen d’un laser, dudit premier taquet (110). Procédé de rechargement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits premier et second taquets (110, 112) ont une raideur prédéterminée pour exercer un effort de manière à maintenir le pincement desdits premier et second taquets (110, 112) sur lesdits bords d’attaque et de fuite (106, 104). Procédé de rechargement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits premier et second taquets (110, 112) présentent chacun un dégagement (124) s’étendant depuis ledit sommet (108), respectivement le long dudit bord d’attaque (106) et dudit bord de fuite (104). Procédé de rechargement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits premier et second taquets (110, 112) sont fixés sur lesdits bords d’attaque et de fuite (106, 104) avec un jeu inférieur ou égal à 0,05 mm. Procédé de rechargement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la longueur desdits premier et second taquets (110, 112) le long dudit intrados et/ou dudit extrados est supérieure ou égale à 0,5 mm. Procédé de rechargement selon l’une des revendications précédentes, lesdits premier et deuxième taquets (110, 112) comprenant chacun des première et deuxième portions (114, 116) agencées en regard l’une de l’autre, ladite première portion (114) étant agencée sur ledit intrados et ladite deuxième portion (116) étant agencée sur ledit extrados, le procédé comprenant également, après l’étape de fixation desdits premier et second taquets (110, 112), une étape consistant en un serrage desdites première et deuxième portions (114, 116) de chaque taquet (110, 112).