(57)【要約】  超合金材料タービンブレード本体の損傷した部分が除去され、穴を形成する。修理スプライスは、同様の機械的構造特性を有する同じ材料から形成されており、対応する凹所輪郭に合致するはまり合う外側輪郭を有する。修理スプライスは、凹所内に挿入されて捕捉され、ブレード本体と修理スプライスとは機械的にインターロックされる。ブレード本体と、機械的にインターロックされたスプライスとの機械的特性における類似性が提供されているので、修理されるブレードの全体的な機械的構造特性は、損傷されていないブレードのものと同様である。修理スプライスはブレード本体に固定され、それらのインターロックするそれぞれの部分は、分離しない。局所的な固定、及びその後の化粧的なブレード表面修理は、より軟質の、低温適用ろう付け及び溶接合金によって行うことができる。
2015504499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
修理されるタービンブレードであって、穴を有するブレード本体と、該穴に挿入されかつ捕捉される、はまり合う、機械的にインターロックする修理スプライスとを備え、該修理スプライスは、該修理スプライスの保持のために前記ブレード本体に固定されていることを特徴とする、修理されるタービンブレード。
【請求項２】
前記穴と、前記修理スプライスとは、局所的に変化するはまり合う輪郭を有し、前記修理スプライスの一方向での挿入及び引出しのみを許容する、請求項１記載の修理されるタービンブレード。
【請求項３】
前記穴は、前記ブレード本体を完全に貫通した少なくとも１つの貫通スロットを含む、請求項１記載の修理されるタービンブレード。
【請求項４】
前記貫通スロットの断面の輪郭は、局所的に変化しており、はまり合う修理スプライスの一方向での挿入及び引出しのみを許容する、請求項３記載の修理されるタービンブレード。
【請求項５】
前記貫通スロットと、前記修理スプライスとは、平坦である、請求項３記載の修理されるタービンブレード。
【請求項６】
前記穴は、前記修理スプライスに形成されたはまり合う突出部と係合するための、前記ブレード本体の厚さの一部に形成された止り穴を含む、請求項１記載の修理されるタービンブレード。
【請求項７】
タービンブレード本体は、中空部分を形成しており、前記穴は、前記中空部分から前記ブレードの外面に向かって前記修理スプライスを一方向で挿入することを容易にする輪郭を有する、請求項１記載の修理されるタービンブレード。
【請求項８】
前記修理スプライスは、タービンブレードの端部キャップの少なくとも一部分を形成している、請求項１記載の修理されるタービンブレード。
【請求項９】
前記ブレード本体と、前記修理スプライスとは、実質的に同様の機械的構造的特性を有する同じ材料から形成されており、熱の適用時に前記構造的特性を実質的に変化させないろう付け合金及び溶接合金から成るグループから選択された熱適用される合金によって互いに固定されている、請求項１記載の修理されるタービンブレード。
【請求項１０】
タービンブレードを修理する方法において、
タービンブレードの本体の損傷した部分を除去し、その輪郭がブレード本体によって規定された穴を前記本体に形成し、
前記穴の輪郭にはまり合う外側輪郭を有する修理スプライスを形成し、
該修理スプライスを前記穴に挿入及び捕捉し、これにより、前記ブレード本体と、前記修理スプライスとが、前記挿入後に機械的にインターロックしており、
前記修理スプライスと前記ブレード本体との分離を防止するために前記修理スプライスを前記ブレード本体に固定することを含むことを特徴とする、タービンブレードを修理する方法。
【請求項１１】
除去するステップは、放電加工によって行われる、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ブレード本体と、前記修理スプライスとは、実質的に同様の機械的構造的特性を備える同じ材料から形成されており、固定するステップは、熱の適用が前記構造特性を実質的に変化させないろう付け合金及び溶接合金から成るグループから選択された合金の熱適用によって行われる、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
除去及び形成するステップの間に、前記穴及び前記修理スプライスのはまり合う輪郭は、前記修理スプライスの一方向での挿入及び引出しのみを許容するように形成される、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
除去するステップの間、そのように形成された穴は、ブレード本体を完全に貫通して少なくとも１つの貫通スロットを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
除去するステップの間、そのように形成された穴は、その横断面輪郭が局所的に変化しており、はまり合う修理スプライスの一方向での挿入及び引出しのみを許容する貫通スロットを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
除去及び形成するステップの間、そのように形成された前記穴及び前記修理スプライスのはまり合う輪郭は、平坦である、請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
除去するステップの間、そのように形成された穴は、前記修理スプライスに形成されたはまり合う突出部と係合するための、前記ブレード本体の厚さの一部に形成された止り穴を含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１８】
タービンブレード本体は、中空部分を形成しており、除去するステップの間、そのように形成された穴は、前記中空部分の内側からブレードの外面に向かって修理スプライスの一方向での挿入を容易にする輪郭を有する、請求項１０記載の方法。
【請求項１９】
形成するステップの間、前記修理スプライスは、前記タービンブレードの端部キャップの少なくとも一部分を形成する、請求項１０記載の方法。
【請求項２０】
タービンブレード端部キャップを修理する方法において、
タービンブレード端部キャップの損傷した部分を除去し、残りの損傷されていない端部キャップと、ブレード本体とによってその輪郭が規定されている穴を形成し、
該穴の輪郭に対応するはまり合う外側輪郭を有する端部キャップ修理スプライスを形成し、該修理スプライスは、実質的に同様の機械的構造的特性を備える、前記ブレード本体と同じ材料から形成されており、
前記修理スプライスを前記穴に挿入しかつ捕捉し、これにより、前記損傷されていない端部キャップと、前記ブレード本体と、前記端部キャップ修理スプライスとは、前記挿入後に機械的にインターロックし、
端部キャップ修理スプライスと、損傷されていない端部キャップと、ブレード本体との分離を防止するために、熱の適用時に前記構造的特性を実質的に変化させないろう付け合金及び溶接合金から成るグループから選択された合金の熱適用によって、前記端部キャップ修理スプライスを、前記損傷されていない端部キャップ及び前記ブレード本体に固定し、
前記穴を形成したはまり合うブレード本体表面と、前記修理スプライスとの間のあらゆる分離間隙を化粧的に充填することを含むことを特徴とする、タービンブレード端部キャップを修理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本願は、引用によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１１年１１月４日に出願された、“Mechanical Engagement to Enable Structural Repair of Advanced Superalloys”という名称でかつ連続番号６１／５５５４９９が割り当てられた、同時係属中の米国特許仮出願の利益を請求する。
【０００２】
開示の背景
１．発明の分野
本発明は、最新型超合金構成部材の機械的構造修理に関し、特に、スプライス挿入体を使用することによる、修理されるブレードの機械的な構造的又は材料的特性を著しく減じない形式での、ガスタービンにおいて使用されるタイプの超合金材料タービンブレード鋳造物の機械的構造修理に関する。
【０００３】
２．従来技術の説明
ガスタービン超合金構成部材の“構造”修理は、一般的に、損傷した材料を適合する合金材料と交換し、元来の製造時構成部材仕様に近い（例えば、元来の仕様の極限引張強さの７０％）、強度などの特性を達成することであると理解される。これと比較して、このような合金の“化粧”修理は、修理される構成部材の元来の輪郭ジオメトリを回復するために、損傷した材料を、局所的な元来の構造的性能が必要とされないところにおいて、より低い構造的特性仕様を有する不適合な合金材料と置き換えることであると理解される。化粧修理の一例は、ブレードの局所的な外面がブレード全体の構造的一体性にとって重要でないところにおいて、その元来の空力的輪郭を回復するためにタービンブレード翼における表面ピットを充填するためのものである。化粧修理は、しばしば、ブレード本体の超合金サブストレートよりも強度が低いが、超合金サブストレートの材料特性に否定的な影響を及ぼさない、より高い延性及びより低い温度適用を有する耐酸化性の溶接もしくはろう付け合金を使用することによって行われる。
【０００４】
鋳造タービンブレードなどのタービン構成部材を製造するために使用されるニッケル及びコバルトベース超合金材料の構造修理は、仕上げられたブレード材料の冶金学的特性により困難である。仕上げられたタービンブレード合金は、通常、鋳造後熱処理の間に強化させられ、これは、タービンブレード合金においてその後の構造溶接を行うことを困難にする。例えば、ＣＭ２４７などの超合金が、同じ又は類似の合金のロッドを用いて溶接される場合、ブレードは、溶接部の近くでひずみ時効割れを生じやすい。しばしば、唯一の解決手段は、構造修理を必要とする損傷したタービンブレードをスクラップすることである。なぜならば、過去の経験がこのような構造修理の制限された成功を示しているからである。つまり、修理は、構造強度が減じられた、より延性の溶接ロッドフィラー材料を使用する化粧溶接によって行うことが成功すると過去に証明されたものだけに限定されてきた。
【０００５】
発明の概要
したがって、本発明の課題は、中空の内部を有する鋳造タービンブレードを含む、タービンブレードなどの超合金タービン構成部材の構造修理を行うことである。
【０００６】
本発明の別の課題は、損傷したブレードのスクラップ率を減じることができるように、中空内部を有する鋳造タービンブレードを含むタービンブレードなどの超合金タービン構成部材の構造修理の実施を成功させる可能性を高めることである。
【０００７】
本発明の別の課題は、複雑な溶接又は修理後の熱処理作業を必要としない、実証された反復可能な修理技術及び機械を用いて、中空の内部を備える鋳造タービンブレードを含むタービンブレードなどの超合金タービン構成部材の構造修理を行うことである。
【０００８】
これらの課題及びその他の課題は、本発明によれば、損傷した部分を、機械的にインターロックする修理スプライスと交換することによって超合金材料タービンブレードを修理する方法によって達成される。機械的にインターロックする修理スプライスは、公知の溶接修理法において固有の付加的な修理損傷のリスクを生じることなく、修理されるブレードの構造的特性を回復させる。本発明の修理法では、損傷が除去され、穴を形成する。修理スプライスは、同様の機械的構造的特性を有する同じ材料から形成されており、対応する穴輪郭に合致するはまり合う外側輪郭を有する。修理スプライスは、穴に挿入されて捕捉され、ブレード本体と修理スプライスとは機械的にインターロックされる。ブレード本体と、機械的にインターロックされたスプライスとの機械的特性における類似性が提供されていると、修理されるブレードの全体的な機械的構造特性は、損傷されていないブレードのものと同様である。修理スプライスはブレード本体に固定され、それらのインターロックするそれぞれの部分は、分離しない。局所的な固定、及びその後の化粧的なブレード表面修理は、ブレード損傷の付加的な著しいリスクを生じない、より軟質の、低温適用ろう付け及び溶接合金によって行うことができる。
【０００９】
本発明は、タービンブレードの本体の損傷した部分を除去し、タービンブレードの本体に、その輪郭がブレード本体によって規定されている穴を形成することによって、タービンブレードを修理する方法を特徴とする。穴輪郭に対応するはまり合う外側輪郭を有する修理スプライスが形成される。修理スプライスは、穴に挿入及び捕捉され、統合された、機械的にインターロックされた修理されたブレードを生じる。修理スプライスは、修理スプライスとブレード本体との分離を防止するためにブレード本体に固定される。
【００１０】
本発明は、タービンブレード端部キャップの本体の損傷した部分を除去し、残りの損傷されていない端部キャップとブレード本体とによって輪郭が規定された穴を形成することによって、タービンブレード端部キャップを修理する方法を特徴とする。穴輪郭に対応するはまり合う外側輪郭を有する端部キャップ修理スプライスが形成され、修理スプライスは、実質的に同様の機械的構造的特性を備えるブレード本体と同じ材料から形成されている。修理スプライスは、穴に挿入されて捕捉され、残りの損傷されていない端部キャップと、ブレード本体と、端部キャップ修理スプライスとは、機械的にインターロックされる。端部キャップ修理スプライスは、端部キャップ修理スプライスと、損傷されていない端部キャップと、ブレード本体との分離を防止するために、損傷されていない端部キャップと、ブレード本体とに固定される。固定は、熱の適用時にブレード及び修理スプライスの構造的特性を実質的に変化させないろう付け合金及び溶接合金から成るグループから選択された合金の熱適用によって行われる。加えて、穴を規定するはまり合うブレード本体表面と、修理スプライスとの間の分離間隙は、低温ろう付け又は溶接合金によって化粧的に充填される。
【００１１】
本発明は、加えて、穴を備えたブレード本体と、該穴に挿入されかつ捕捉された、はまり合う、機械的にインターロックする修理スプライスとを有し、修理スプライスは、該修理スプライスの保持のためにブレード本体に固定されている、修理されるタービンブレードを特徴とする。
【００１２】
本発明の目的及び特徴は、当業者によって、あらゆる組合せ又は準組合せにおいて共同で又は個別に適用されてよい。
【００１３】
図面の簡単な説明
本発明の教示は、添付の図面に関連した以下の詳細な説明を考察することによって容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のタービンブレードの斜視図である。
【図２】２−２に沿った、図１のタービンブレードの概略的な断面図である。
【図３】図２に示したタイプの典型的な損傷されたタービンブレードの概略的な断面図である。
【図４】損傷した先端キャップ全体を除去することによる、従来の修理法の第１ステップを示す、図３の典型的な損傷されたタービンブレードの概略的な断面図である。
【図５】新たな先端キャップをブレードに溶接することによる、従来の修理法の後続のステップを示す、図３の典型的な損傷されたタービンブレードの概略的な断面図である。
【図６】本発明のタービンブレード修理法の１つの実施の形態による修理スプライスの挿入を示す、典型的なタービンブレードの斜視図である。
【図７】本発明のタービンブレード修理法の１つの実施の形態による修理スプライスの挿入及び固定後の、図６のタービンブレードの斜視図である。
【図８】損傷した先端キャップの本発明による修理除去と、隣接する損傷されていないブレード先端領域における穴の形成とを示す、図２に示したタイプの典型的な損傷されたタービンブレードの概略的な断面図である。
【図９】本発明の修理貫通スロット穴を示す、図８のタービンブレードの概略的な平面図である。
【図１０】本発明の１つの実施の形態による、修理スプライスの一方向挿入を示す、図８のタービンブレードの概略的な平面図である。
【図１１】図１０の１１−１１に沿った概略的な断面図である。
【図１２】修理スプライス先端キャップをブレード本体にろう付けすることによる、本発明の１つの実施の形態による図１１の挿入された修理スプライスの固定を示す概略的な断面図である。
【図１３】修理スプライス先端キャップをブレード本体に溶接することによる、本発明の別の実施の形態による図１１の挿入された修理スプライスの固定を示す概略的な断面図である。
【図１４】本発明の別の実施の形態による止り穴における、はまり合う、インターロックする修理スプライスの概略的な平面図である。
【図１５】本発明の別の実施の形態による中空タービンブレード内の、はまり合う、インターロックする修理スプライスの概略的な斜視図である。
【図１６】凹所掘削による、ブレードの中空部分内での修理スプライスの初期位置決めを示す、図１５の１６−１６に沿った、図１５のタービンブレードの断面図である。
【図１７】凹所への挿入前の修理スプライスと穴との整列を示す、図１６と同様の断面図である。
【図１８】固定の準備がなされた、修理スプライスと穴との間の挿入後インターロッキング整列を示す、図１６及び図１７と同様の断面図である。
【図１９】本発明の別の実施の形態による、止り穴への挿入前の修理スプライスの断面図である。
【図２０】本発明の別の実施の形態による円筒状修理スプライスと、はまり合う穴とを示す図である。
【図２１】本発明の別の実施の形態によるねじ山付ロッド修理スプライスと、はまり合う穴との断面図を示している。
【図２２】一体的なロッキング突出部を備えた修理スプライスを収容する、本発明の別の実施の形態による穴の平面図である。
【図２３】図２２の穴実施形態の部分的な断面図である。
【図２４】図２２及び図２３の穴実施形態とはまり合う一体的なロッキング突出部を備えた修理スプライスの平面図である。
【図２５】図２４のスプライス実施形態の平面図である。
【図２６】図２２のはまり合う穴に回転挿入された修理スプライスの部分的な断面図である。
【図２７】図２２〜図２６の実施の形態の完成したタービンポートの平面図である。
【００１５】
理解を容易にするために、複数の図面に共通の同じエレメントを示すために、可能である場合には、同じ参照符号が使用されている。
【００１６】
詳細な説明
以下の説明を熟考した後、当業者は明らかに、本発明の教示を、最新型超合金構成部材の機械的構造修理のために、特にガスタービンにおいて使用されるタイプの超合金材料タービンブレード鋳造物の機械的構造修理のために、スプライス挿入体を使用することによって、修理されるブレードの機械的な構造的又は材料的特性を著しく減じない形式で、容易に利用することができることを、明らかに理解するであろう。機械的なインターロッキング修理スプライスは、公知の溶接修理法において固有の付加的な修理損傷のリスクを生じることなく、修理されるブレードの構造的特性を回復させる。本発明の修理法では、損傷が除去され、穴を形成する。修理スプライスは、同様の機械的構造特性を有する同じ材料から形成されており、対応する穴輪郭に合致するはまり合う外側輪郭を有する。修理スプライスは、穴に挿入されて捕捉され、ブレード本体と修理スプライスとは機械的にインターロックされる。ブレード本体と、機械的にインターロックされたスプライスとの機械的特性における類似性が提供されていると、修理されるブレードの全体的な機械的構造特性は、損傷されていないブレードのものと同様である。本発明の修理法は、複雑な溶接又は熱処理作業を要せず、公知の機械的切断及び取付けプロセスを利用し、インターロックされたスプライスと穴との関係を保持するために必要とされる化粧ろう付け又は溶接のみの限定された必要性を要求する（すなわち、修理スプライスは、穴とのインターロックした挿入された関係から外れない）。
【００１７】
公知の超合金構成部材修理法
図１から図５には、鋳造された、一方向性凝固された、ガンマプライム強化された、ニッケルベース超合金２４７から成る典型的な鋳造中空タービンブレードのための従来の修理方法が示されている。新たな損傷されていないタービンブレード３０が図１及び図２に示されており、ブレード側部３２と、先端キャップ３４と、ブレード先端部上部エッジの周囲におけるいわゆる“スクィーラ”、すなわち半径方向に突出したリッジ３６とを有する。運転中に劣化した典型的な損傷した先端キャップ３４が、図３に示されており、典型的な損傷された部分Ｘは、点線で示されている。スクィーラ３６の損傷した部分も、点線で示されている。
【００１８】
先端キャップ３４の損傷した部分Ｘを交換するための公知の慣用の修理法が、図４及び図５に示されている。先端キャップ３４及びスクィーラ３６の損傷された部分及び損傷されていない部分の全体を含むブレード端部は、切断及び／又は研削される。ブレード本体３２と同じ材料から成る新たな先端キャップ３４’は、鍛錬ニッケルベース合金６２５などの比較的延性のフィラー溶接ロッドを用いてブレード本体に化粧的に溶接される。合金６２５は、元来のブレード本体サブストレートニッケルベース超合金２４７と同じ強度特性を有さない。交換スクィーラ３６’も、積層された化粧溶接ビードから構成されている。溶接ビードはその後、新たなブレードの所望の寸法的輪郭に合わせて成形される。ブレード先端部３４及びスクィーラ３６の化粧溶接修理は、ブレード根元部に近い方の材料よりも低い構造応力を受けるので、それらは時に許容される。
【００１９】
ブレード本体側部３２への新たな先端キャップ３４’の構造クオリティ溶接修理を行う試みは、概して、溶接熱適用ゾーンにおいて、溶接材料又は周囲の超合金ブレード側部３２／先端キャップ３４’の割れを生じる。割れは、ブレード構造特性を回復させ、新たなブレード仕様に許容可能なほど（すなわち、元来の強度の少なくとも７０％）に近づけるために必要な溶接後熱処理の後に最も起こりやすい。構造的に溶接されるブレード修理の失敗が起こりえるとすれば、多くの修理設備は、無益な修理試みであり得るものを試みる無駄な出費よりも、構造修理を必要とするブレードをスクラップすることを選択する。
【００２０】
本発明の機械的構造修理
図６及び図７は、本発明の方法を用いる典型的な超合金タービンブレード３０の修理を示している。先端キャップ３４は、放電加工などによってブレード３０から機械的に除去され、ブレード本体側壁３２において、このブレード本体側壁３２に摺動可能に挿入される修理スプライス３４’の一方向受容のための穴が形成される。図７に示したように、完全に挿入された修理スプライス３４’は、穴と合致する輪郭を有しており、これにより、ブレード側壁３２に形成された穴と機械的にインターロックされる。ブレード側壁３２及び修理スプライス３４’の両方は、同じ熱処理特性を有する同じ高強度超合金材料から形成されており、これらの間の機械的にインターロックする関係があるとすると、修理されたブレードは、元来の“新品の”ブレードと同様の構造的及び材料的特性を有する。修理スプライス３４’の挿入の向きと、インターロッキングジオメトリとは、修理されるブレード３０の機械的強度を最適化するように選択することができる。完全に係合された修理スプライス３４’は今や、修理されたブレード先端部を形成する。修理スプライス３４’は今や、完全に挿入された位置から引き出され、機械的にインターロックした関係から分離することを防止するために、ブレード本体側壁３２に固定される。修理スプライス３４’の固定強度は、ブレード本体３２とのインターロックした関係からの修理スプライスの引出しを防止することだけを必要とするので、十分な修理スプライス保持を保証するためには、化粧溶接又はろう付け技術で十分である。ここで、元来のスクィーラ３６は、ほとんどの部分が損傷されていないので、その材料を除去する必要はない。あらゆる必要なスクィーラ３６の修理は、化粧溶接によって行うことができ、又は、望まれるならば、スクィーラを修理スプライス３４’内に構成することができる。余分な修理スプライス３４’及び／又はブレード側壁３２の表面から突出した化粧溶接／ろう付け材料を研削する又はその他の方法で除去するなどの、その他の化粧修理を行うことができる。同様に、固定された修理スプライス３４’とブレード側壁３２との間の表面間隙を化粧ろう付け又は溶接によって充填することができ、その後、化粧表面研削を行う。
【００２１】
図６及び図７のタービンブレード３０のタイプ修理のための典型的な連続的ステップが、図８〜図１３に概略的に示されている。図８では、損傷された端部キャップ３４は除去されており、点線で示されている。穴４０は、ブレード本体サブストレートの元の材料の一部が穴の上方に残るように、放電加工又はその他の公知の切断法によってタービンブレード３０の側壁３２に形成されている。これにより、最終的に穴に捕捉されるスプライス挿入体は、同等の材料特性を有する材料によって構造的に支持される。特に、図９〜図１１を参照すると、穴４０は、新たな平坦な修理スプライス５０を受容するように寸法決めされた、平坦な構成の主貫通スロット４０Ａを含む。穴４０は、対応する修理スプライス突出部５０Ｂ，５０Ｃと係合する副貫通スロット４０Ｂ，４０Ｃも有する。修理スプライス５０と、対応する穴４０とは、主貫通スロット４０Ａを通る一方向挿入のために構成されている。スプライス突出部５０Ｂ，５０Ｃが、対応する副貫通スロット４０Ｂ，４０Ｃに完全に定着されると、修理スプライス５０及びブレード本体３０は機械的に構造的にインターロックされる。これは、スプライス５０の外周５０Ａが主貫通スロット４０Ａ内に係合させられるようにする。修理スプライス５０は、次いで、将来の引き抜き又は分離を防止するために、機械的にインターロックする、完全に定着した位置においてブレード本体３０に固定される。固定強度は、修理スプライス５０を保持するのに十分である必要があるが、インターロックする超合金サブストレートと同じ強度のものである必要はない。化粧修理固定法が十分である。図１２では、先端キャップ修理スプライス５０は、１つ以上のろう付け合金ビード６０によって側壁３２に保持されている。これに代えて、図１３に示したように、修理スプライス５０は、プラグ溶接された可鍛合金ビード６２によってブレード本体側壁３２に固定されている。幾つかの固定用途では、スプライスは、ブレード本体サブストレートに、機械的に積層される、リベット締結される、ピン留めされる又はその他の形式で機械的に固定されることができる。
【００２２】
図８〜図１３に示された平坦な通過ストップ穴４０及び修理スプライス５０の特定の輪郭は、非制限的な例であり、構造強度を最適化する及び／又はあらゆる特定の用途のための製造を容易にするために変更されてよい。設計用途に適した一体的な連続的な又は局所的に変化する寸法を備えた、あらゆる穴及び修理スプライスの断面はめ合い輪郭が、使用されてよい。その他の穴及びスプライス修理輪郭実施形態が、図１４〜図２７に示されている。
【００２３】
図１４では、側壁３２などのタービンブレード本体サブストレートを完全に貫通していない１つ以上の止り穴４２が、相補的なはまり合う突出部７２によって保持スプライス７０にインターロックするために形成されていてよい。穴と、はまり合う突出部との配置は、側壁サブストレートが突出部を形成し、修理スプライスが穴を有するように、逆転されてもよい。
【００２４】
図１５〜図１８は、薄い壁部の中空ブレード３０の鋳造物の側壁修理に適した、穴４０及び修理スプライス８０を示している。穴４０のジオメトリは、ブレード側壁３２の中空の内側３３からの修理スプライス８０の機械的なインターロッキング挿入のために形成されている。図１６及び図１７に示したように、修理スプライス８０は、穴４０を通って、ブレード内部中空部分へ側方から挿入され、その後、それぞれのインターロックする三角形のタブ８２とスロット４４とが互いに整合するように回転させられる。次に、図１８を参照すると、スプライス８０は、穴４０内に完全に定着させられ、延性ろう付けビード６０によってブレード本体側壁３２に固定される。ブレード本体側壁３２と同じ材料から修理スプライス８０を形成し、これらの構成部材を滑りばめによって機械的にインターロックすることにより、このような修理は、修理されるブレードの構造的一体性を妥協することなくブレード根元部に近い方のブレード側壁において行うことができ、ブレードのダイナミックなリバランスを妨げない。別のブレード側壁３２の修理実施形態が図１９に示されており、修理スプライス９０は、ブレードに沿って半径方向応力を伝達するのに適した円弧状の、三次元輪郭を有する。止り穴４２は、修理スプライサの内壁９６が穴に完全に定着されたときに、修理スプライス９０の対応する半径９２，９４と一致するそれぞれの内側半径Ｒ1及び外側半径Ｒ2を有する湾曲した輪郭を有する。修理スプライスの外壁９８は、化粧溶接又はろう付けによって、穴４２の周縁に沿ってブレード本体３２に固定することができる。その後、“新たな”ブレード３０の寸法及びバランスを回復するために、あらゆる余分な材料を研削することができる。
【００２５】
図２０Ａ〜図２０Ｃは、化粧ろう付けビード６０の保持のための、選択的な面取りされた入口４２を備えた、対応する円筒状の輪郭の穴４０とはまり合う円筒状のピン形の修理スプライス１００によって修理されたブレード側壁３２を示している。円筒状のピン形修理スプライス１００の代わりに、非対称のピン輪郭が用いられてもよい。
【００２６】
図２１の実施の形態では、修理スプライス１１０は、超合金から形成されたピン又はねじ山付ロッドである。雄ねじ山１１２は、ＥＤＭ又は慣用のドリリング及びタッピングによってブレード３０に形成された雌ねじ山４６と係合する。ねじ山付ロッド１１０とブレード３０との間にはろう付けビード６０が形成されている。ブレード３０’の周囲の局所的輪郭に合致させるために、余分なねじ山付ロッド１１０及びろう付けビード６０は除去される。
【００２７】
図２２〜図２７に示された実施の形態では、修理スプライス１２０は、穴へのスプライスの回転挿入によって、修理されるタービンブレード３０又は構成部材サブストレートに形成された、半径づけられた突起穴４２と係合する、外向きに突出した、半径づけられた突起１２２を備えて形成されていてよい（図２６参照）。突起１２２とスロット４２との配置は逆転されてもよく、その場合は、スロットを有する挿入体が、修理される構成部材サブストレートに形成された突出部と係合する。穴４０は、半径Ｒ4の半径づけられた外側エッジと、外側半径Ｒ5と、内側半径Ｒ6とによって規定された半径づけられた突起穴とを有する。スプライス１２０は、上面１２４と、半径Ｒ4よりも小さいか又はそれと等しい半径Ｒ4’の半径づけられた外側エッジとを有する。スプライス１２０は、半径Ｒ5よりも小さいか又はそれと等しい外側半径Ｒ5’と、半径Ｒ6よりも大きいか又はそれと等しい内側半径Ｒ6’とを備えた、突出した半径づけられた突起１２２をも有する。ろう付け又は溶接ビード６０は、係合したスプライス１２２と穴４０との間の周縁エッジの一部又は全部に形成されている。余分なスプライス上面１２４及びろう付けビード６０は除去されてよく、これにより、それらの輪郭を、局所的に包囲するブレード３０の輪郭に合致させる。
【００２８】
本発明の教示を含んだ様々な実施の形態がここに図示及び説明されているが、当業者は、さらにこれらの教示を含んだ多くのその他の変更された実施の形態を容易に考え出すことができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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