(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の溶接表面上で肉盛溶接操作を実施することによって、基体を規定するタービンエンジン部品を補修または修正するための方法であって、
溶接表面を規定する基体を提供する段階と、
溶接表面上に溶接材料を堆積する段階であって、以下を含む段階と、
溶接表面上で隣り合った関係にある一連の溶接パスを堆積して第１の溶接層を形成する段階であって、第１の溶接層を形成する実質的に全ての溶接パスが第１のパス方向に堆積される段階、
第１の層の上で隣り合った関係にある一連の溶接パスを堆積して第２の溶接層を形成する段階であって、第２の溶接層を形成する実質的に全ての溶接パスが、第１のパス方向とは反対側の第２のパス方向に堆積される段階、
を含み、
各層の各々の溶接パスは、溶接パスに対して平行に延び、溶接パスの実質的な全長さに沿って延びる、１つを超えない側面上に拘束される位置に堆積される、方法。
【請求項２】
基体の溶接表面上で肉盛溶接操作を実施することによって、基体を規定するタービンエンジン部品を補修または修正するための方法であって、
溶接表面を規定する基体を提供する段階と、
溶接表面上に溶接材料を堆積する段階であって、以下を含む段階と、
溶接表面上で隣り合った関係にある一連の溶接パスを堆積して第１の溶接層を形成する段階であって、第１の溶接層を形成する実質的に全ての溶接パスが第１のパス方向に堆積される段階、
第１の層の上で隣り合った関係にある一連の溶接パスを堆積して第２の溶接層を形成する段階であって、第２の溶接層を形成する実質的に全ての溶接パスが、第１のパス方向とは反対側の第２のパス方向に堆積される段階、
を含み、
基体が、溶接表面の他の部分に関して面外に延びる延長面を含み、延長面は、第１の溶接層および第２の溶接層によって形成される溶接肉盛の方向に平行な方向に、または第１の溶接層および第２の溶接層によって形成される溶接肉盛の方向に全体的にある角度をなして、延びる構成要素を有し、
各々の層の溶接パスは、延長面と溶接表面との間の接合に対して全体的に平行に延び、
各層の各々の溶接パスは、溶接パスに平行に延びる１つを超えない側面に拘束される位置に堆積される、
方法。
【請求項３】
各々の溶接層の溶接パスが、延長面からの方向に連続的に延びる隣り合った位置に堆積される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
基体の溶接表面上で肉盛溶接操作を実施することによって、基体を規定するタービンエンジン部品を補修または修正するための方法であって、
溶接表面を規定する基体を提供する段階、
溶接表面上に溶接材料を堆積する段階であって、溶接材料の２つ以上の層を堆積する段階を含み、各々の層が溶接材料の１つ以上のパスを含む段階、を含み、
各々の溶接層は、溶接の固化が進行する方向を有し、この方向は１つ前の溶接層の溶接固化が進行する方向と反対であり、
各層の各々の溶接パスは、溶接パスに平行に延び、および溶接パスの実質的に全長さに沿って延びる、１つを超えない側面に拘束される位置に堆積される、方法。
【請求項５】
基体の溶接表面上で肉盛溶接操作を実施することによって、基体を規定するタービンエンジン部品を補修または修正するための方法であって、
溶接表面を規定する基体を提供する段階であって、基体は溶接表面の他の部分に関して面外に延びる延長面を含む段階、
溶接表面上に溶接材料を堆積し、複数の層において溶接材料を堆積する段階を含み、各層は隣り合った関係にある一連の溶接パスを含み、
各層の溶接パスは、延長面と溶接表面との間の接合に全体的に平行に延び、
各層の各溶接パスは、溶接パスに平行に延びる１つを超えない側面に拘束される位置に堆積される段階、
を含む方法。
【請求項６】
各々の溶接層に関する溶接パスが、延長面からの方向に連続して延びる隣り合った位置に堆積される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
各溶接層は、直前の溶接層の溶接固化の進行方向と反対の溶接固化進行方向を有するように堆積される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
各溶接層の溶接パスは、他の層の各々の溶接パスに対して全体的に平行である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
基体が、タービンエンジン部品上に配置される溶接表面を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
部品が超合金を含み、溶接材料を堆積するためにレーザクラッディング工程が使用される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
各層の初期溶接パスが延長面に沿って堆積される、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品のための肉盛溶接構造体の形成に関し、より詳細には、タービンエンジン部品に提供される肉盛溶接構造体を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのタービン部分のベーンおよびブレードなどのガスタービンエンジンの様々な部品は、高温に曝され、回転するブレードの場合には、操作の間、強い機械荷重を受ける場合がある。したがって、そのような部品に好ましい材料としてニッケル系超合金が使用され得る。そのような超合金で形成されたタービンブレードおよび他の部品の製造は複雑であり、コストがかかる。それ故に、製造における欠陥を修繕することによって、および点検によるダメージを修繕することによって、スクラップを可能な限り少なくする努力がされている。例えば、エロージョン、異物損傷、および熱機械疲労クラックは部品寿命を延ばすために修繕される。
【０００３】
ガスタービン部品、および特に運転中のブレードは、定期的に点検され、必要であれば交換される。部品の運転寿命を延ばすために、可能なときそれらはいつでも修理調整され、その後ガスタービン内でもう一度使用され得る。そのような修理調整は、元々の部品の外観および／または寸法を復元するための、例えば損傷領域における肉盛溶接の必要性を含む。特に、超合金部品に関して、修繕を実施するためにレーザクラッディング操作が典型的に使用され得る。レーザクラッディングは、基材に金属析出物を付けるため比較的低い入熱で実施されてよく、下方の超合金部品の材料特性を変えることを回避する。超合金部品は典型的には、プラズマアーク溶接またはガスタングステンアーク溶接など、従来の溶接工程を用いたときに起こり得るような高い入熱を受けたとき、再結晶の影響を受けやすい、単結晶および一方向凝固構造を含む。
【０００４】
現在、溶接補修法において現在も続いている課題が存在する。様々な因子が、肉盛溶接部が形成される際の肉盛溶接部の品質に影響し、このような因子には、溶接材料内部に再結晶を生じさせ得る因子および溶接材料内に微視的な分離またはクラックを生じさせ得る因子が含まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様によれば、基体の溶接表面上で肉盛溶接操作を実施することによって、基体を規定するタービンエンジン部品を補修または修正するための方法が提供される。本方法は、溶接表面を規定する基体を提供する段階、および溶接表面上に溶接材料を堆積する段階を含む。溶接材料の堆積は、溶接表面上で隣り合った関係にある一連の溶接パスを堆積して第１の溶接層を形成する段階であって、第１の溶接層を形成する実質的に全ての溶接パスが第１のパス方向に堆積される段階と、第１の層の上で隣り合った関係にある一連の溶接パスを堆積して第２の溶接層を形成する段階であって、第２の溶接層を形成する実質的に全ての溶接パスが、第１のパス方向とは反対側の第２のパス方向に堆積される段階と、を含む。
【０００６】
さらなる態様によれば、第２の溶接層の溶接パスは、第１の溶接層の溶接パスと全体的には平行であってよい。１つ以上の追加の溶接層が、第２の溶接層の上に形成されてよく、各々の連続する溶接層は、直前の層の溶接パスの方向とは反対の方向に堆積された実質的に全ての溶接パスで形成される。各層の各々の溶接パスは、それが溶接パスに対して平行に延びる、溶接パスの実質的な全長さに沿って延びる、１つを超えない側面上に拘束される位置に堆積されてよい。
【０００７】
基体は、溶接表面の他の部分に関して面外に延びる延長面を含んでよく、延長面は、第１の溶接層および第２の溶接層によって形成される溶接肉盛の方向に平行な方向に、または第１の溶接層および第２の溶接層によって形成される溶接肉盛の方向に全体的にある角度をなして、延びる構成要素を有する。さらに、各々の層の溶接パスは、延長面と溶接表面との間の接合に対して概して平行に延びてよく、各層の各々の溶接パスは、溶接パスに平行に延びる１つを超えない側面に拘束される位置に堆積されてよい。各々の溶接層の溶接パスは、延長面からの方向に連続的に延びる隣り合った位置に堆積され得る。
【０００８】
本発明のさらなる態様によれば、基体の溶接表面上で肉盛溶接操作を実施することによって、基体を規定するタービンエンジン部品を補修または修正するための方法が提供される。この方法は、溶接表面を規定する基体を提供すること、および溶接表面上に溶接材料を堆積することを含み、溶接材料の２つ以上の層を堆積することを含み、各々の層は溶接材料の１つ以上のパスを含み、各々の溶接層は、溶接の固化が進行する方向を有し、この方向は１つ前の溶接層の溶接固化が進行する方向と反対である。
【０００９】
さらなる態様は、各層の１つ以上のパスが、他の層の各々の１つ以上のパスに概して平行であってよいということを含む。各層の各々の溶接パスは、溶接パスに平行に延びる、および溶接パスの実質的に全長さに沿って延びる、１つを超えない側面に拘束される位置に堆積されてよい。
【００１０】
本発明のさらなる態様によれば、基体の溶接表面上で肉盛溶接操作を実施することによって、基体を規定するタービンエンジン部品を補修または修正するための方法が提供される。本方法は、溶接表面を規定する基体を提供する段階を含み、ここで基体は溶接表面の他の部分に関して面外に延びる延長面を含む。溶接材料は、溶接表面上に堆積され、複数の層において溶接材料を堆積する段階を含み、各層は隣り合った関係にある一連の溶接パスを含む。さらに、各層の溶接パスは、延長面と溶接表面との間の接合に概して平行に延び、各層の各溶接パスは、溶接パスに平行に延びる１つを超えない側面に拘束される位置に堆積される。
【００１１】
本発明のさらなる態様は、各々の溶接層に関する溶接パスが、延長面からの方向に連続して延びる隣り合った位置に堆積されてよいことを含む。各溶接層は、直前の溶接層の溶接固化の進行方向と反対の溶接固化進行方向を有するように堆積され得る。各溶接層の溶接パスは、他の層の各々の溶接パスに対して概して平行であってよい。各層に関する初期の溶接パスは延長面に沿って堆積され得る。基板は、タービンエンジン部品上に配置される溶接表面を含んでよく、部品は超合金を含んでよい。
【００１２】
本明細書は本発明を特に示し、かつ請求の範囲を明確にする請求項によって締めくくられるが、本発明は同様の参照番号が同様の要素を特定する添付の図面と関連する以下の記載からさらに理解されると考えられる。
【００１３】
以下に示す好ましい実施形態の詳細な説明において、この一部をなし、説明のために示され、制限を意図しない、本発明が実施され得る特定の好ましい実施形態である添付の図面が参照される。他の実施形態が使用され得ること、および本発明の精神および範囲を逸脱することなく変更が行われ得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の態様に従う、積層構造の肉盛溶接構造体を有するタービンエンジンの部品の断面図である。
【図２】その上層が部分的に切り取られた２層の肉盛溶接構造体を含む、図１のタービンエンジン部品の一部の平面図である。
【図３】拡大された図１と同様の断面図であり、肉盛溶接構造体の溶接層の間の界面におけるクラックの終了を説明する。
【図４】本発明の態様による一連の溶接パス位置を説明するタービンエンジン部品の断面図である。
【図５】その上層が部分的に切り取られた２層の肉盛溶接構造体を含む、図４のタービンエンジン部品の一部の平面図である。
【図６】２つの横方向の拘束された側部の間に形成された収縮クラックを説明する、従来技術の方法による肉盛溶接構造体の層の拡大された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の態様によれば、溶接工程の間の応力および多結晶固化を制限または低減することでクラックの形成および進行を減らすことによって、積層構造溶接により形成された部品構造体が向上した耐久性を有し得ることが観察された。特に、本発明の態様は、例えば超合金基体上に形成された肉盛溶接構造体によって説明されてよく、肉盛溶接構造体は、再結晶化を制限または最小化する、および／または溶接構造中のクラックの形成を制限または最小化する順序および方向で提供される溶接パスによって形成される。
【００１６】
例えば超合金部品への金属被覆（クラッディング）の提供を含む、肉盛溶接構造体の従来の製造方法は、肉盛溶接構造体形成のための溶接進行（プログレッション）の特定の順序を全く考慮せずに実施されることが多い。特に、肉盛溶接工程の間、周囲の構造に対する溶接パスの方向および溶接パスの位置決めに関して一貫した考慮がされないことが多い。本発明の態様によれば、肉盛溶接構造体の構造は、溶接パスの領域における基体構造に関連して選択される溶接パスの計画的な進行によって、クラック形成を最小化または低減するように制御されてよい。本発明のさらなる態様によれば、肉盛溶接構造体の構造は、好ましい成長方向への粒子（グレイン）の伸長を保持するために、かつ多結晶固化の開始およびそれに伴うクラック形成を最小化または低減するために、隣接する層の溶接パスの方向に関連して各層の溶接パスの方向を選択することにより溶接パスによって形成される隣接する層の間のクラックの伝播を最小化または低減するように、制御されてよい。
【００１７】
図１を参照すると、肉盛溶接構造体１２を受けるための部品または基体１０が説明され、部品または基体１０は好ましくは、ガスタービンエンジンベーンまたはブレードに関して多く使用されるものなどの、超合金を含んでよい。例えば、基体１０は、ガスタービンエンジンのタービン部分を通過する高温の処理ガスに曝される超合金ガスタービンベーンまたはブレードを示していてよい。そのような超合金は、典型的には、鋳造操作中に形成され、かつタービン部分の高温に耐えることができる、ニッケル系超合金である。
【００１８】
基体１０は、溶接構造体１２を受けるための露出された溶接表面１４を含み、クラッディングを受けるための準備において、研磨または他の機械的および／または化学的工程を用いた、部品からの損傷した材料の除去によって、または肉盛溶接構造体１２を形成する材料の他の置き換えによって形成された表面などの、調製された、または準備された表面を典型的には含んでよい。別法として、肉盛溶接構造体１２は、使用された部品の修繕として、必ずしも形成される必要はなく、新しく製造された部品のための構造を含んでよい。肉盛溶接構造体１２は、溶接材料の複数の層で形成され、図１において４つの層１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、および１２ｄで表され、溶接層１２ａは、溶接表面１４上に直接堆積された第１の溶接層を含む。ここでは４つの溶接層が説明されるが、どのような数の複数の層が提供されてもよいことが理解され得る。
【００１９】
本発明の第１の実施形態によれば、複数の層１２ａ〜ｄの各々は、複数のビードまたは溶接パスによって形成され、各層１２ａ〜ｄの溶接パスは、以下に詳細に記載されるように、均一の溶接パス方向で堆積される。溶接パスは、図２にさらに説明され、肉盛溶接構造体１２の第１の２つの層１２ａおよび１２ｂが示され、第２の層１２ｂは部分的に、すなわち線１３において切除され、第１の層１２ａの一部の露出された図を提供する。図２から分かるように、第１の層１２ａの露出された溶接パスは、第１の溶接パス１２ａｎ、…、１２ａｎ＋４として識別される一連の隣り合った溶接パスを含む。同様に、第２の層１２ｂの溶接パスは、第２の溶接パス１２ｂｍ、…、１２ｍ＋３として識別される一連の隣り合った溶接パスを含む。第１の層１２ａのさらなる溶接パスが下に存在し、第２の層１２ｂの溶接パスに対して溶接表面を形成しており、説明された溶接パスよりも多いかまたは少ない溶接パスが各層に提供され得ることは理解されるだろう。
【００２０】
第２の層１２ｂの溶接パス１２ｂｍ、…、１２ｍ＋３は、全体的に第１の層１２ａの溶接パス１２ａｎ、…、１２ａｎ＋４と平行である方向で、第１の層１２ａ上に堆積される。さらに、第２の層１２ｂの溶接パス１２ｂｍ、…、１２ｍ＋３、および各々連続する層の溶接パスは、先行する層の好ましい下方のグレイン方向を保つようなやり方で堆積される。この態様によれば、第２の層１２ｂの溶接パス１２ｂｍ、…、１２ｍ＋３の各々は、第２の溶接パス１２ｂｍ、…、１２ｍ＋３の各々の溶接固化の進行方向が、下部の第１の層１２ａを形成する第１の溶接パス１２ａｎ、…、１２ａｎ＋４の溶接固化の進行方向と逆であるように堆積される。
【００２１】
溶接固化の進行方向が、その前の層とは反対の方向に各々の層の溶接パスを堆積することによって制御され得る。図２に関連して、第１の層１２ａの第１の溶接パス１２ａｎ、…、１２ａｎ＋４が、第１の溶接パス方向ｄ１を規定する均一な方向に堆積されると説明される。第２の層１２ｂの第２の溶接パス１２ｂｍ、…、１２ｍ＋３は、第１の溶接パス方向ｄ１とは反対向きである、第２の溶接パス方向ｄ２を規定する均一な方向を有して、第１の層１２ａ上に堆積される。したがって、第１の溶接パス１２ａｎ、…、１２ａｎ＋４は、第１の層１２ａを形成する溶接パスの全てを代表し、第１の方向ｄ１に堆積されてよく、第２の溶接パス１２ｂｍ、…、１２ｍ＋３は、第２の層１２ｂを形成する溶接パスの全てを代表し、第２の方向ｄ２に堆積されてよい。各々の連続する層の溶接パス方向は、直前の層における方向とは反対の溶接パス方向に堆積される。これは図１から理解することができ、図１には第１および第３の溶接層１２ａおよび１２ｃの溶接パスが第１の溶接方向ｄ１で堆積され、第２および第４の溶接層１２ｂおよび１２ｄの溶接パスが第２の溶接方向ｄ２で堆積されることが示される。
【００２２】
本発明の態様によれば、肉盛溶接構造体の層の溶接パスの「全て」および／または「実質的に全て」に言及するとき、隣接する層を覆うまたは重なる１つの層の溶接パスを示すことを、かつここに述べられるように、１つの層から次の層へ、好ましい成長方向でグレインの広がりを保つように隣接する層に対して堆積されることを意図することが理解されるべきである。
【００２３】
各溶接層は、１つ前の溶接層の溶接固化進行方向と反対である溶接固化進行方向を有するように堆積される。固化の進行方向を１つの層から次の層へと交互に変更することは、各々の層において好ましい成長方向へのグレインの拡張を保持し、従来の交互変更されない溶接進行により起こり得る多結晶固化の開始およびそれに関連するクラック形成を回避する。さらに、層の、交互に変更された溶接パス方向は、１つの層から次の層へのクラック進展を回避する。溶接工程の方向を交互に変更することで、グレイン拡大方向が交互に変更され、これが、層１２ｂに位置し、層１２ｂと１２ｃとの間の界面１８で終了するクラック１６によって図３に説明されるように、層間界面を超えるクラックの成長に抵抗する。さらに、層１２ａ−ｄの固化方向を交互に変更することにより、肉盛溶接構造体１２が形成されるとき堆積された材料中に生じるであろう応力が制限されるか、または低減される。
【００２４】
ここに記載される溶接構造体１２の形成法は、基体１０を規定する、一方向凝固（ＤＳ）超合金キャストに適用されてよく、強度およびクラック伝播に対する抵抗が改善されたキャスト構造が延在する。この態様によれば、溶接パスの適用の方向は、隣接する溶接層の材料の再結晶化を回避するように選択され得る。
【００２５】
この利点を説明するメカニズムは、溶接固化の間、グレインは固液界面に垂直であり、かつ温度勾配が最大である方向に成長するという事実に関する。基体１０を形成する従来のＤＳキャスト法において、そのような温度勾配はほぼ一軸であり、例えばブレードの基部から先端に向かう半径方向に概して延びる、対応するグレイン方向性をもたらした。交互に変更されることが無い溶接肉盛層では、温度勾配は唯一の溶接方向に繰り返し生じる傾向がある。元々のＤＳキャストグレインの好ましい、または容易である成長方向は、溶接の方向性に起因して、軸の勾配から少し離れて、すなわちブレードの半径方向の軸から離れて、１つの肉盛層に関して延びる可能性がある。しかしながら、同じ溶接方向で繰り返される層は、単一の軸外の方向に、連続的に離れた軸勾配を好む配向の新たなグレイン核形成をもたらす。交互に変更される溶接肉盛層に関して、温度勾配は各々の連続する層の間で方向が変更され、グレイン１７は層間で「ジグザグ」であるけれども（層３）、グレインは「進行」させられ、基体１０の、元々の、下に存在するＤＳキャストミクロ構造体と同じ、全体的な方向に延びる。すなわちグレイン１７は全体的に半径方向に延びる。
【００２６】
本発明の第２の態様によれば、各層の溶接パスは、好ましくは所定の進行の順番で堆積され、これは図４および５に関連して記載されており、これらの図では図１および２に記載される要素に対応する要素に対して、１００だけ増加した同様の参照番号が付されている。
【００２７】
図４から分かるように、複数の溶接層１１２ａ〜ｄは、溶接表面１１４を規定する基体１１０上の肉盛溶接構造体１１２として堆積される。基体１１０は溶接表面１１４の他の部分に関して面外に延びる延長面１０９を規定する延長構造体１０８を含んでよい。例えば、延長面１０９は、以下に示すように、溶接層１１２ａ〜ｄによって形成される溶接肉盛の方向に並行であってよい方向に、または溶接層１１２ａ〜ｄによって形成される溶接肉盛の方向に全体的に向かって斜めであってよい方向に、延在する部品を有してよい。
【００２８】
図４に示されるように、各溶接層１１２ａ〜ｄは、収縮応力およびそれに関連するクラック発生を最小化するために所定の順番で隣り合った関係で堆積される一連のビードまたは溶接パスによって規定される。特に、本発明の態様は、反対向きの横方向の、すなわち溶接パスの方向に全体的に垂直である反対方向の、収縮を調整する単一の溶接パスの材料が必要とされる位置など、横方向に強く拘束された溶接パス位置を回避することに関する。図６は、溶接パス２１２が、各々が横方向の拘束を形成する２つの領域（例えば延長面２０９によって規定される第１領域およびそれ以前に堆積された溶接パスによって規定され得る第２領域２３０）の間に堆積される、横方向の拘束条件を説明し、２つの領域は溶接パス２１２の側面に沿って外側の方向に有意の距離だけ延び、外側方向は溶接パス方向を全体的に横切り横方向に向く。溶接パス２１２の冷却が矢印２３２ａおよび２３２ｂによって示される方向に生じ、結果として矢印２３４ａおよび２３４ｂの方向に固化が生じる。収縮クラック２３６は、反対側の横拘束領域２０９、２３０から、溶接パス２１２の中央部に向かって内向きの方向に生じる固化の結果として形成される場合があり、溶接パス２１２の最後の材料が関連する収縮を伴い対向する側部から固化するので、溶接の中央位置にキャビティまたはクラックが残る。
【００２９】
本発明の第２の態様によれば、各溶接パスの１を超えない横方向の拘束を提供するよう配列する溶接パスの意図的な選択によって、収縮クラックの形成が回避され得る、または制限され得ることが認められる。すなわち、発明の本態様は、各層の各溶接パスが、溶接パスと平行に延び、溶接パスの全長さに実質的に沿って延びる、１を超えない側部に拘束される位置に堆積されるように配列される溶接パスを目的を有して選択することを必要とする。用語「横方向の拘束」は、溶接パスに関して溶接表面から、外側に、すなわち溶接肉盛の方向に延びる、およびそれが固化するとき溶接パス材料の実質的な部分を溶接パスの側面に拘束する取り付け位置を形成し得る、溶接ビードまたはパスに隣接する、またはそれと接触する固体構造を含むように、ここでは使用される。例えば、溶接パスの側面を冷却し、固化を生じさせるヒートシンクとして働く構造によって、そのような横方向の拘束が形成され得る。横方向の拘束された面は、周囲環境、すなわちガスまたは空気に開放されていてよく、それが冷却されるとき、構造体への取り付け部によって拘束されていない、溶接表面から外側に延びる実質的な部分を有する溶接パスの拘束されていない側面とは、対照をなすものであり得る。
【００３０】
図５は溶接工程の最初の部分を説明し、第１および第２の溶接層１１２ａ、１１２ｂが堆積され、第２の溶接層１１２ｂの一部が切除され、すなわち線１１５で切除され、第１の層１１２ａの一部を見えるようにしている。溶接パスは溶接層１１２ａにおいて１１２ａ１、１１２ａ２と示され、溶接層１１２ｂにおいて１１２ｂ３、１１２ｂ４と示され、全体的に互いに平行に延び、延長面１０９と溶接表面１１４との間に画定される接合部１２２に全体的に平行である。
【００３１】
一連の溶接パスが図４に示され、図４に説明される各々の溶接パス内に記載された一連の数字によって識別される。特に、最初の溶接層１１２ａは溶接パス１および２を含み、ここでパスの配列は延長面１０９の横方向に拘束された位置から、基体１１０の右側１２０に隣接する解放された側として記載される、拘束されない位置まで進む。すなわち、層１１２ａの溶接パス１は、延長面１０９によって規定される横方向に拘束された側と、延長面１０９とは反対の横方向に拘束されない側との間に形成されてよく、層１１２ａの溶接パス２は、溶接パス１によって規定される横方向に拘束された側と、右側１２０において溶接パス１とは反対の横方向に拘束されない側との間に形成されてよい。同様に、第２の層１１２ｂの溶接パス３および４、第３の層１１２ｃの溶接パス５、６、および７、および第４の層１１２ｄの溶接パス８、９、および１０は、延長面１０９から、拘束されていない位置に向かって連続的に進行する位置に示される。したがって、説明される例では、各層１１２ａ〜ｄに関する溶接パスは、各溶接パスが、例えば延長面１０９によってまたは他の溶接パスによって形成され得る横方向の拘束など、１を超えない横方向の拘束が溶接表面１１４上の肉盛溶接構造体１１２として連続的に堆積された複数の層１１２ａ〜ｄの各々において可能である位置に堆積されるように、堆積される。
【００３２】
各層１１２ａ〜ｄを形成する溶接パスが、例えば平坦な溶接表面を有する部品または基体１１０に付けられてよく、特定の層１１２ａ〜ｄに関する各溶接パスが基体の同じ端部から始まってよく、基体の反対の端部で終了してよい、個々のまたは分離した、全体的に線形の溶接パスを含んでよいことは理解され得る。そのような基体は、図４によって例示され得る、例えば先端キャップを有するブレード先端などのブレード先端を含んでよく、肉盛溶接構造がスクイーラ先端を含んでよい。本発明の第１の記載された態様によれば、溶接パスは各々の後続の層に関して基体１１０の交互に代わる端部において開始および終了し得る。
【００３３】
他の方法では、部品または基体１１０は、ロータディスクなどの円筒形の構造を含んでよく、これは各層１１２ａ〜ｄに関してコンティニュアススパイラル溶接が形成される間回転され、基体の各回転が溶接パスを定義する。これに関して、本発明の第１の記述された態様は、連続する各層１１２ａ〜ｄを形成するために方向を交互に変えながら基体を回転することによって実行されてよく、各層１１２ａ〜ｄに関する連続的溶接が、延長面１０９を含む基体１１０の端部など、円筒形基体１１０の同じ端部で開始されてよい。
【００３４】
本発明の溶接工程は、溶接材料に熱を適用するための、任意の既知の方法を用いて実施されてよく、この工程は例えば肉盛溶接構造体を受ける基体の材料に関連して選択されてよい。例えば、本発明を実施するための典型的な溶接方法は、レーザクラッディング、プラズマアーク溶接、ガスタングステンアーク溶接、電子ビーム溶接、および他の同様の方法の使用であってよい。さらに、溶接溶加材（粉末、ワイヤ、またはストリップの形態である）および肉盛溶接構造体に典型的に使用されるようなものおよび／または熱を適用するために上述の溶接法に典型的に関連する溶接材料が、本願の肉盛溶接工程において実行され得ることが理解されるだろう。
【００３５】
ここに記載される、本発明の異なる態様が、肉盛溶接構造体の強度および耐久性の改善と関連して、肉盛溶接構造体においてクラック回避および応力低減を提供するように互いに機能することは理解されるべきである。さらに、本発明の別個に記載された態様は、肉盛溶接構造体の強度および耐久性の改善された態様を提供するために独立に実施することができる。
【００３６】
本発明の特定の態様が説明され、記述されたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な他の変更および修正が行われ得ることは当業者には明確であろう。したがって、本発明の範囲内である全てのそのような変更および修正は添付される請求項に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３７】
１０  部品または基体
１２  肉盛溶接構造体
１４  溶接表面
１０９  延長面
１１０  基体
１１２  肉盛溶接構造体
１１４  溶接表面
２１２  溶接パス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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