(57)【要約】  摩擦溶接方法であって、第１溶接面（３８）を持つ第１加工物（２４）及び第２溶接面（４０）を持つ第２加工物（２６）を提供する工程を含む。第１加工物（２４）は、第１溶接面（３８）から遠ざかる方向でテーパーするように構成されている。第１加工物（２４）は、第１溶接面（３８）から遠ざかる方向で先細になっている。第１及び第２の加工物（２４、２６）は、第１溶接面（３８）が第２溶接面（４０）に当接するように構成されている。第１及び第２の加工物（２４、２６）は、溶接面（３８、４０）のところで温度が上昇し、溶接界面（４２）を形成するように、加工物（２４、２６）のうちの少なくとも一方の溶接面（３８、４０）のうちの少なくとも一方が、他方の加工物（２６、２４）の他方の溶接面（４０、３８）に対して移動するように、第１及び第２の加工物（２４、２６）を互いに対して揺動する。揺動を停止し、第１及び第２の溶接面（３８、４０）を冷却し、第１及び第２の加工物（２４、２６）を互いに溶接する。第１加工物（２４）のテーパーにより、第１及び第２の加工物（２４、２６）の互いに対する揺動中の溶接フラッシュ材料（４４）の流量を減少し、溶接部の縁部でのひずみ誘起による多孔性の形成を減少する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦溶接方法であって、
第１溶接面（３８）を持つ第１加工物（２４）及び第２溶接面（４０）を持つ第２加工物（２６）を提供する工程と、
第１加工物（２４）を、前記第１溶接面（３８）から遠ざかる方向でテーパーするように構成して、前記第１溶接面（３８）から遠ざかる方向で先細になるようにする工程と、
第１加工物（２４）の第１溶接面（３８）が、第２加工物（２６）の第２溶接面（４０）と当接するように第１及び第２の加工物（２４、２６）を位置決めする工程と、
前記第１及び第２の加工物（２４、２６）を互いに対して揺動させて、前記加工物（２４、２６）のうちの少なくとも一方の前記溶接面（３８、４０）のうちの少なくとも一方を、他方の加工物（２６、２４）の他方の溶接面（４０、３８）に対して移動させ、これによって、前記溶接面（３８、４０）のところで温度が上昇し、溶接界面を形成するようにした工程と、
前記揺動を停止し、前記第１及び第２の加工物（２４、２６）の前記第１及び第２の溶接面（３８、４０）を冷却し、前記第１及び第２の加工物（２４、２６）を溶接する工程とを備え、
前記第１加工物（２４）の前記テーパーが、前記第１及び第２の加工物（２４、２６）の互いに対する揺動中の溶接フラッシュ材料の流量を減少し、これによって、溶接部の縁部でのひずみ誘起による多孔性の形成を減少し、及び／又は前記溶接部の縁部での亀裂を減少する、摩擦溶接方法。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦溶接方法において、
前記第２加工物（２６）が前記第２溶接面（４０）から遠ざかる方向でテーパーするように前記第２加工物（２６）を構成する工程を備え、前記第２加工物（２６）は前記第２溶接面（４０）から遠ざかる方向で先細になる、摩擦溶接方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の摩擦溶接方法において、
前記第１加工物（２４）はロータであり、前記第２加工物（２６）はロータブレードである、摩擦溶接方法。
【請求項４】
請求項３に記載の摩擦溶接方法において、
前記ロータはファンディスクであり、前記ブレードはファンブレードである、摩擦溶接方法。
【請求項５】
請求項３に記載の摩擦溶接方法において、
前記ロータはコンプレッサディスクであり、または、コンプレッサドラムであり、前記ブレードはコンプレッサブレードである、摩擦溶接方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の摩擦溶接方法において、
前記第１加工物（２４）及び前記第２加工物（２６）はチタニウム合金を含む、摩擦溶接方法。
【請求項７】
請求項６に記載の摩擦溶接方法において、
前記チタニウム合金は、
６重量％のアルミニウム、
４重量％のバナジウム、及び
残りが微量添加物を加えたチタニウム及び付随的な不純物を含む、摩擦溶接方法。
【請求項８】
請求項６に記載の摩擦溶接方法において、
前記チタニウム合金は、
６重量％のアルミニウム、
２重量％の錫、
４重量％のバナジウム、
６重量％のモリブデン、及び
残りが微量添加物を加えたチタニウム及び付随的な不純物を含む、摩擦溶接方法。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の摩擦溶接方法において、
前記第１加工物（２４Ｂ）はロータであり、前記第２加工物（２６Ｂ）はロータポストである、摩擦溶接方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の摩擦溶接方法において、
前記ロータはタービンロータであり、前記ロータポストはタービンロータポストである、摩擦溶接方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載の摩擦溶接方法において、
前記第１及び第２の加工物（２４、２６）の前記揺動運動は線型運動を含む、摩擦溶接方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の摩擦溶接方法において、
前記方法は、複数の第２加工物（２６）を前記第１加工物（２４）に摩擦溶接する工程を含む、摩擦溶接方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の摩擦溶接方法において、
前記第１加工物（２４）は、少なくとも一つの外方に延びる部分（４６）を含み、前記第１溶接面（３８）は、前記第１加工物（２４）の前記外方に延びる部分に設けられる、摩擦溶接方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の摩擦溶接方法において、
前記第１加工物（２４）は、外方に延びる複数の部分（４６）を含み、前記第１加工物（２４）の前記外方に延びる部分（４６）の各々は、第１溶接面（３８）を有し、複数の第２加工物（２６）が前記第１加工物（２４）に摩擦溶接され、前記第２加工物（２６）の各々は、前記外方に延びる部分（４６）の夫々に摩擦溶接される、摩擦溶接方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のうちのいずれか一項に記載の摩擦溶接方法において、
前記第１加工物（２４）は、前記第１溶接面（３８）に対して所定の角度で配置された側面（４８、５０）を有し、前記角度は９０°よりも小さく且つ４５°よりも大きい、摩擦溶接方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうちのいずれか一項に記載の摩擦溶接方法において、
前記第２加工物（２６）は、前記第２溶接面（４０）に対して所定の角度で配置された側面（５４、５６）を有し、前記角度は９０°よりも小さく且つ４５°よりも大きい、摩擦溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦溶接方法に関し、更に詳細には、線型摩擦溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ひずみ誘起による多孔性（ｓｔｒａｉｎ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｐｏｒｏｓｉｔｙ：歪誘導多孔度）（ＳＩＰ）となることは、チタニウムやアルミニウム合金の鍛造における一般的な問題点である。高い歪が発生し、及び／又は臨界温度範囲に亘る歪速度が高い。ひずみ誘起による多孔性（ＳＩＰ）は、材料流のキャビテーションにより、第２相析出（ｓｅｃｏｎｄ  ｐｈａｓｅ  ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）の周囲で形成される。チタニウム合金の場合には、ひずみ誘起による多孔性は、主α粒（ｐｒｉｍａｒｙ  ａｌｐｈａ  ｇｒａｉｎｓ）の周囲のキャビテーションが原因である。様々な合金について、ひずみ誘起により多孔を形成するダイヤグラムを利用できる。これらのダイヤグラムは、ひずみ誘起により多孔が生じる歪−温度レジームを示す。一般的には、所定範囲の歪速度及び特定の温度範囲で、ひずみ誘起による多孔が形成される。ひずみ誘起による多孔は、キャビテーションとしても既知である。
【０００３】
チタニウム合金（例えば、アルミニウムを６重量％と、バナジウムを４重量％と、残りが付随的な不純物を加えたチタニウムとを含むＴｉ６４）の線型摩擦溶接中、ひずみ誘起により多孔が、溶接平面の縁部で形成される場合がある。線型摩擦溶接中、摩擦溶接部の縁部での歪速度が高く、ひずみ誘起による多孔が発生する条件と、摩擦溶接部の中央での歪速度が低く、ひずみ誘起による多孔が発生しない条件とがある。線型摩擦溶接中の歪誘導多孔度の形成を制御する方法は知られていない。
【０００４】
線型摩擦溶接を使用して、ファンブレードをファンディスクに溶接し、又はコンプレッサブレードをコンプレッサディスクに溶接し、ガスタービンエンジンの一体型のブレード付きディスクを形成している。ファンブレード及びファンディスクは、一般的にはチタニウム合金製である。ひずみ誘起による多孔が、主として、ファンブレードでなくファンディスクに形成されることがわかった。これは、ディスクの微細構造（微小構造）の方が、ひずみ誘起による多孔が生じ易いためである。ひずみ誘起による多孔性（歪誘導多孔度）は、チタニウム合金の主α粒の縁部に形成される。
【０００５】
線型摩擦溶接に続いて縁部クリーンナップ機械加工プロセスを行い、材料を線型摩擦溶接部から除去する。構成要素、即ちブレード及びディスクには、材料取り代（ｍａｔｅｒｉａｌ  ｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ａｌｌｏｗａｎｃｅ）が設けられている。そのため、最終的に得られた構成要素即ち最終的に得られたブレードを一体に備えたディスクから全てのひずみ誘起による多孔を確実に除去するのに、材料取り代は、十分な量となっている。しかしながら、このことは、ブレード及びディスクの溶接領域が比較的大きくなければならず、比較的大きな溶接力を必要とし、従って、比較的大きな線型摩擦溶接力を提供できる線型摩擦溶接工具及び線型摩擦溶接機を必要とするいうことを意味する。これにより、勿論、線型摩擦工具及び線型摩擦溶接機の価格が上昇する。更に、比較的大きな材料代が必要とされるため、ディスクを製造する上で比較的大きな鍛造品サイズを使用する必要があり、これにより材料費が上昇し、非破壊検査を行う上で制限が生じる可能性もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、上述の問題点を低減し、好ましくは解決する、新規な摩擦溶接方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明は、摩擦溶接方法を提供する。該摩擦溶接方法は、
第１溶接面を持つ第１加工物及び第２溶接面を持つ第２加工物を提供する工程と、
第１加工物を、第１溶接面から遠ざかる方向でテーパーするように構成する工程を備えている。第１加工物は、第１溶接面から遠ざかる方向で先細になる。
【０００８】
前記摩擦溶接方法は、また、
第１加工物の第１溶接面が、第２加工物の第２溶接面と当接するように、第１及び第２の加工物を位置決めする工程と、
溶接面のところで温度が上昇し、溶接界面を形成するように、前記加工物のうちの少なくとも一方の溶接面のうちの少なくとも一方が、他方の加工物の他方の溶接面に対して移動するように、第１及び第２の加工物を互いに対して揺動する工程と、
揺動を停止し、第１及び第２の加工物の第１及び第２の溶接面を冷却し、第１及び第２の加工物を溶接する工程とを備えている。
【０００９】
第１加工物に前記テーパーを形成したことにより、第１及び第２の加工物の互いに対する揺動中の溶接フラッシュ（溶接の接合部からはみ出たもの、すなわちバリ）材料の流量が減少し、これにより、溶接部の縁部でのひずみ誘起による多孔性（歪誘導多孔度）の形成を減少させることができ、及び／又は溶接部の縁部での亀裂を減少させることができる。
【００１０】
好ましくは、第２加工物が第２溶接面から遠ざかる方向でテーパーするように第２加工物を構成する工程を含み、第２加工物は第２溶接面から遠ざかる方向で先細になっている。
【００１１】
好ましくは、第１加工物はロータであり、第２加工物はロータブレードである。好ましくは、ロータはファンディスクであり、ブレードはファンブレードである。ロータはコンプレッサディスクであってもよいしコンプレッサドラムであってもよく、ブレードはコンプレッサブレードである。
【００１２】
好ましくは、チタニウム合金は、アルミニウムを６重量％、バナジウムを４重量％、及び、残りが微量添加物を加えたチタニウム及び付随的な不純物を含む。
【００１３】
別の態様では、チタニウム合金は、アルミニウムを６重量％、錫を２重量％、バナジウムを４重量％、モリブデンを６重量％、及び、残りが微量添加物を加えたチタニウム及び付随的な不純物を含む。
【００１４】
別の態様では、第１加工物はロータであり、第２加工物はロータポストである。ロータはタービンロータであってもよく、ロータポストはタービンロータポストである。
【００１５】
好ましくは、第１及び第２の加工物の揺動運動は線型移動を含む。
【００１６】
好ましくは、前記方法は、複数の第２加工物を第１加工物に摩擦溶接する工程を含む。
【００１７】
好ましくは、第１加工物は、少なくとも一つの外方に延びる部分を含み、第１溶接面は、第１加工物の外方に延びる部分に設けられる。
【００１８】
好ましくは、第１加工物は、外方に延びる複数の部分を含み、第１加工物の外方に延びる部分の各々は第１溶接面を有し、複数の第２加工物は第１加工物に摩擦溶接され、第２加工物の各々は、外方に延びる部分の夫々に摩擦溶接される。
【００１９】
好ましくは、第１加工物は、第１溶接面に対して所定の角度で配置された両側面を有し、角度は９０°よりも小さく且つ４５°よりも大きい。
【００２０】
好ましくは、第２加工物は、第２溶接面に対して所定の角度で配置された両側面を有し、角度は９０°よりも小さく且つ４５°よりも大きい。
【００２１】
本発明によれば、更に、摩擦溶接方法において、
第１溶接面を持つ第１加工物及び第２溶接面を持つ第２加工物を提供する工程と、
第１加工物を、第１溶接面から遠ざかる方向でテーパーするように構成して、第１溶接面から遠ざかる方向で先細にする工程と、
第２加工物を、第２溶接面から遠ざかる方向でテーパーするように構成して、第２溶接面から遠ざかる方向で先細にする工程と、
第１加工物の第１溶接面が、第２加工物の第２溶接面と当接するように、第１及び第２の加工物を位置決めする工程と、
溶接面のところで温度が上昇し、溶接界面を形成するように、加工物のうちの少なくとも一方の溶接面のうちの少なくとも一方が、他方の加工物の他方の溶接面に対して移動するように、第１及び第２の加工物を互いに対して揺動する工程と、
揺動を停止し、第１及び第２の加工物の第１及び第２の溶接面を冷却し、第１及び第２の加工物を溶接する工程とを備え、
第１及び第２の加工物にテーパーを形成したことにより、第１及び第２の加工物の互いに対する揺動中の溶接フラッシュ材料の流量が減少し、これにより、溶接部の縁部での
ひずみ誘起による多孔性（歪誘導多孔度）の形成を減少でき、及び／又は溶接部の縁部での亀裂を減少できる、摩擦溶接方法が提供される。
【００２２】
本発明を添付図面を参照して単なる例として更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明による摩擦溶接方法を使用してロータブレードをロータに摩擦溶接したターボファンガスタービンエンジンを示す図である。
【図２】図２は、本発明に従って摩擦溶接した第１及び第２の加工物の端面図である。
【図３】図３は、図２の摩擦溶接を行った第１及び第２の加工物間の湾曲した溶接平面の側面図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施例に従って摩擦溶接した第１及び第２の加工物の端面図である。
【図５】図５は、本発明の更に別の実施例に従って摩擦溶接した第１及び第２の加工物の端面図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施例に従って摩擦溶接した第１及び第２の加工物の端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
ターボファンガスタービンエンジン１０は、図１に示すように、流れ方向で、吸気部１２、ファン部１４、コンプレッサ部１６、燃焼部１８、タービン部２０、及び排気部２２を含む。ファン部１４は、ファンロータ２４を備えており、ファンロータ２４は、複数のファンブレード２６を支持している。ファンブレード２６は、周方向に間隔が隔てられて設けられ、半径方向外方に延びる。ファン部１４は、更に、ファンケーシング２８を備えている。ファンケーシング２８は、ファンロータ２４及びファンブレード２６と同軸に配置されており、また、これらを取り囲んでいる。ファンケーシング２８は、ファンダクト３０を形成している。ファンケーシング２８は、半径方向に延びる複数のファン出口ガイドベーン３４によって、コアエンジンケーシング３２に固定されている。
【００２５】
コンプレッサ部１６は、一つ又はそれ以上のコンプレッサを備えている。コンプレッサとしては、例えば、中圧コンプレッサ（図示せず）及び高圧コンプレッサ（図示せず）、又は高圧コンプレッサ（図示せず）が挙げられる。タービン部２０は、複数のタービンを備えており、これによって、シャフト（図示せず）を介して、ファンと、一つ又はそれ以上のコンプレッサとを駆動する。複数のタービンは、例えば、低圧タービン（図示せず）、中圧タービン（図示せず）、及び高圧タービン（図示せず）、又は低圧タービン（図示せず）及び高圧タービン（図示せず）を含む。
【００２６】
ファンブレード２６はファンロータ２４と一体であり、ファンブレード２６は、線型摩擦溶接部３６によって、ファンロータ２４に接合されている。
【００２７】
第１加工物（例えば、ファンロータ２４）を、第２加工物（例えば、ファンブレード２６）に摩擦溶接する方法を、図２及び図３を参照して説明する。摩擦溶接方法は、
ファンロータ２４に第１溶接面３８を設ける工程と、ファンブレード２６に第２溶接面４０を設ける工程とを備えている。ファンロータ２４は、第１溶接面３８から遠ざかる方向でテーパー（先細り）するように構成されており、ファンブレード２６は、第２溶接面４０から遠ざかる方向でテーパー（先細り）するように構成されている。ファンロータ２４及びファンブレード２６は、ファンロータ２４の第１溶接面３８がファンブレード２６の第２溶接面４０に当接するように位置決めされる。次いで、ファンロータ２４及びファンブレード２６を、互いに対して揺動又は振動させ、それによって、ファンロータ２４又はファンブレード２６のうちの少なくとも一方の少なくとも一つの溶接面３８、４０を、ファンブレード２６又はファンロータ２４の他方の溶接面４０、３８に対して移動させる。これによって、溶接面３８、４０のところで温度が上昇し、溶接界面４２が形成される。揺動を停止することにより、ファンロータ２４及びファンブレード２６の第１及び第２の溶接面３８及び４０が冷却され、ファンロータ２４とファンブレード２６とを互いに溶接できる。ファンロータ２４及びファンブレード２６のテーパーにより、ファンロータ２４及びファンブレード２６の互いに対する揺動中、溶接フラッシュ材料４４の流量が低下し、溶接界面４２の縁部でのひずみ誘起による多孔の形成を減少させることができる。
【００２８】
ファンロータ２４は、半径方向外方に延びる少なくとも一つの部分４６を含み、第１溶接面３８は、ファンロータ２４の半径方向外方に延びる少なくとも一つの部分４６に設けられている。好ましくは、ファンロータ２４は、周方向に間隔が隔てられた半径方向外方に延びる複数の部分４６を含む。ファンロータ２４の半径方向外方に延びる部分４６の各々は、第１溶接面３８を有する。複数のファンブレード２６は、ファンロータ２４に摩擦溶接されている。具体的には、各ファンブレード２６は、夫々、ファンロータ２４の半径方向外方に延びる部分４６の一つに摩擦溶接されている。ファンロータ２４のテーパーは、ファンロータ２４の半径方向外方に延びる部分４６にテーパーを付けることによって提供される。半径方向外方に延びる部分４６は、テーパーした側面４８及び５０を有する。これらの側面４８、５０は、第１溶接面３８から遠ざかる方向に（例えば、ファンロータ２４の軸線に向かった半径方向内側の方向に）先細になっている。テーパーした側面４８及び５０は、第１溶接面３８に対し、所定の角度α（α＜９０°）で配置されている。第１溶接面３８に対する角度αは、α＜９０°乃至α＞４５°の範囲内にあり、例えばα＝６０°である。
【００２９】
ファンブレード２６はベース部分５２を備え、第２溶接面４０は、ファンブレード２６の半径方向内面である。ファンブレード２６のテーパーは、ファンブレード２６のベース部分５２にテーパーを付けることによって提供される。ベース部分５２は、テーパーした側面５４及び５６を有している。これらの側面は、第２溶接面４０から遠ざかる方向で（例えば、ファンロータ２４の軸線から半径方向外方に遠ざかる方向で）先細になっている。テーパーした側面５４及び５６は、第２溶接面４０に対し、所定の角度β（β＜９０°）で配置されている。第２溶接面４０に対する角度βは、β＜９０°乃至β＞４５°の範囲内にあり、例えばβ＝６０°である。
【００３０】
テーパーした外方に延びる部分４６をファンロータ２４に設け、テーパーしたベース部分５２をファンブレード２６に設けることにより、溶接継目出口（ｗｅｌｄ  ｓｅａｍ  ｏｕｔｌｅｔ）を開放し、これにより、溶接界面の縁部での材料の流量を低下させて、ひずみ誘起による多孔（ＳＩＰ）の形成に必要な高歪速度条件をなくすことができる。ひずみ誘起による多孔性すなわち歪誘導多孔度（ＳＩＰ）を減少することにより、高品質の摩擦溶接部が得られ、縁部クリーンナップ加工プロセスを減少することができる。
【００３１】
揺動運動は、ファンロータ２４及びファンブレード２６の第１及び第２の溶接面３８及び４０が湾曲している場合には、矢印Ｏの方向で（例えば、周方向又は接線方向で）行われる。
【００３２】
ファンロータ２４のテーパーした外方に延びる部分４６のテーパーした側面４８及び５０は、好ましくは、第１溶接面３８から半径方向距離Ｄだけ延びている。この半径方向距離Ｄは、ファンロータ２４のテーパーした外方に延びる部分４６についての、第１溶接面３８からの予想アップセット（膨径又は据え込み加工する）距離（例えば、テーパーした外方に延びる部分４６の第１溶接面３８からの、溶接平面に対して垂直方向での失われた材料の距離）と等しい。この半径方向距離Ｄには、製造許容差を考慮した小さな余分の距離、例えば２ｍｍ乃至５ｍｍを含めても良い。
【００３３】
外方に延びる部分４６の残りは、ファンロータ２４に滑らかに合一する。外方に延びる部分４６の残りは、テーパーした側面４９及び５１を有し、これらの側面は第１溶接面３８から遠ざかる方向（例えば、ファンロータ２４の軸線に向かった半径方向内方の方向）に、末広がりになっている。
【００３４】
同様に、ファンブレード２６のテーパーしたベース部分５２のテーパーした側面５４及び５６は、好ましくは、第２溶接面４０から半径方向距離Ｅだけ延びている。半径方向距離Ｅは、ファンブレード２６のテーパーしたベース部分５２についての、第１第２面４０からの予想アップセット（膨径又は据え込み加工する）距離（例えば、テーパーしたベース部分５２の第２溶接面４０からの、溶接平面に対して垂直方向での失われた材料の距離）と等しい。半径方向距離Ｅは、製造許容差を考慮した小さな余分の距離、例えば２ｍｍ乃至５ｍｍを含めてもよい。
【００３５】
ファンブレード２６のベース部分５２の残りはテーパーした側面５５及び５７を有し、これらの側面は、第２溶接面４０から遠ざかる方向で（例えば、ファンロータ２４の軸線から半径方向外方に遠ざかる方向で）末広がりになっている。
【００３６】
本発明の別の実施例を図４に示す。この実施例では、ファンロータ２４のテーパーした外方に延びる部分４６は、図２におけるのと同じである。ファンブレード２６のベース部分５２には、側面７０及び７２が設けられており、これらの側面は第２溶接面４０に対して垂直に配置されている。
【００３７】
本発明の別の実施例を図５に示す。この実施例では、ファンロータ２４のテーパーした外方に延びる部分４６は、図２におけるのと同じである。ファンブレード２６のベース部分５２には、テーパーした側面７４及び７６が設けられており、これらの側面は、第２溶接面４０から遠ざかる方向で、例えばファンロータ２４の軸線から半径方向外方に遠ざかる方向で、末広がりになっている。
【００３８】
本発明の別の実施例を図６に示す。この実施例では、タービンロータ２４Ｂのテーパーした外方に延びる部分４６Ｂは、図２におけるのと同じである。テーパーした外方に延びる部分４６Ｂには、約１ｍｍ幅の第１溶接面３８Ｂが設けられている。第１溶接面３８Ｂからテーパーした側面４８Ｂ及び５０Ｂまで、二つのテーパー面３９Ａ及び３９Ｂが設けられている。タービンロータポスト２６Ｂのベース部分５２Ｂには、テーパーした側面５４Ｂ及び５６Ｂが設けられており、これらの側面は、第２溶接面４０から遠ざかる方向で、例えばタービンロータ２４Ｂの軸線から半径方向外方に遠ざかる方向で、末広がりになっている。次いで、タービンロータポスト２６Ｂを機械加工し、タービンロータ２４Ｂのリムにモミの木状のスロット（ｆｉｒｔｒｅｅ  ｓｈａｐｅｄ  ｓｌｏｔｓ）を形成する。
【００３９】
図２の実施例は、同じ金属又は合金でできた加工物の摩擦溶接に使用できる。例えば、Ｔｉ６４チタニウム合金製ファンブレードをＴｉ６４チタニウム合金製ファンロータに摩擦溶接できる。Ｔｉ６４チタニウム合金は、アルミニウムを６重量％と、バナジウムを４重量％と、残りが微量添加物を加えたチタニウム及び付随的な不純物と、を含む。また、例えば、Ｔｉ６２４６コンプレッサブレードをＴｉ６２４６コンプレッサロータに摩擦溶接できる。Ｔｉ６２４６チタニウム合金は、アルミニウムを６重量％と、錫を２重量％と、バナジウムを４重量％と、モリブデンを６重量％と、残りが微量添加物を加えたチタニウム及び付随的な不純物とを含む。Ｔｉ６４チタニウム合金製ロータは、ひずみ誘起による多孔性を形成し易い。これは、チタニウム合金製ブレードに様々な微小構造を形成するためである。Ｔｉ６２４６チタニウム合金製のロータ及びＴｉ６２４６チタニウム合金製のブレードも、両方とも、ひずみ誘起による多孔性を形成し易い。
【００４０】
図３及び図４の実施例は、異なる金属又は合金製の加工物の摩擦溶接に使用できる。例えば、Ｔｉ６４製ロータブレードをＴｉ６２４６製ロータに、又は、Ｔｉ６２４６製ロータブレードをＴｉ６４製ロータに摩擦溶接するのに使用できる。
【００４１】
しかしながら、ファンロータ２４及びファンブレード２６の第１及び第２の溶接面３８及び４０が、紙面の内外方向で（例えば、軸線方向で）直線状である場合には、揺動運動は、紙面の内外方向で（例えば軸線方向で）行うことができる。
【００４２】
本発明をファンロータやファンディスクへのファンブレードの摩擦溶接に関して説明したが、本発明は、コンプレッサディスクやコンプレッサドラムへのコンプレッサブレードの摩擦溶接にも等しく適用できる。本発明は、更に、タービンディスクへのタービンブレードの摩擦溶接やタービンディスクへのタービンディスクポストの摩擦溶接にも適用できる。
【００４３】
好ましくは、第１加工物及び第２加工物は、チタニウム合金で形成されている。好ましくは、チタニウム合金は、６重量％のアルミニウムと、４重量％のバナジウムと、残りが微量添加物を加えたチタニウム及び及び付随的な不純物とを含む。チタニウム合金は、６重量％のアルミニウムと、２重量％の錫と、４重量％のバナジウムと、６重量％のモリブデンと、残りが微量添加物を加えたチタニウム及び付随的な不純物とを含んでいてもよい。
【００４４】
第１及び第２の加工物は、アルミニウム合金、鋼、又はニッケル合金で形成されていてもよい。アルミニウム合金は、ひずみ誘起による多孔性（歪誘導多孔度）を形成し易い。本発明は、特に、ひずみ誘起による多孔性（ＳＩＰ）を形成し易い合金に適用できる。
【００４５】
好ましくは、第１及び第２の加工物の揺動運動は、線型運動を含む。
【００４６】
好ましくは、本方法は、複数の第２の加工物（換言すれば、ワークピース、すなわち加工対象物）を第１の加工物（換言すれば、ワークピース、すなわち加工対象物）に摩擦溶接する工程を含む。
【００４７】
本発明は、更に、例えば回転摩擦溶接等の任意の摩擦溶接プロセスに適用でき、ひずみ誘起による多孔性（ＳＩＰ）を形成し易い任意の合金に適用できる。
【００４８】
更に、本発明は、摩擦溶接の縁部での亀裂を減少できると考えられる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ターボファンガスタービンエンジン
１２  吸気部
１４  ファン部
１６  コンプレッサ部
１８  燃焼部
２０  タービン部
２２  排気部
２４  ファンロータ
２６  ファンブレード
２８  ファンケーシング
３０  ファンダクト
３２  コアエンジンケーシング
３４  ファン出口ガイドベーン
３６  線型摩擦溶接部
３８  第１溶接面
４０  第２溶接面
４２  溶接界面
【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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【国際調査報告】
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