(57)【要約】  超合金部品は、接触面に沿って、別の部品に形成された対応する突起と、ある部品の基体に形成されたリセスとを係合させ、そしてスタッド溶接装置を用いて、それらを一つに溶接することによって接合あるいは修復される。係合する超合金修復スタッドは、その輪郭が対応する接触面に沿って基体のリセス輪郭に合致するスタッド突起を伴って形成される。スタッドおよび基体の両方は、スタッド突起および基体リセスが両者間にギャップが存在する対向する離間した関係で配置された状態で、スタッド溶接装置に接続される。スタッド溶接装置は、スタッド突起とリセスとの間に電流を流し、そのそれぞれの対向面を溶融させるために、両者間にアークを生成する。溶融されたスタッド突起と基体リセスの対向面はスタッド溶接装置によって互いに接触状態となるように押し付けられ、両者間に溶接部が形成される。
2015531039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合された超合金部品であって、
リセス輪郭を有するリセスを有する超合金基体と、
基体リセス内に捕捉されるスタッド突起を有する係合超合金スタッドであって、前記リセス内の接触面に沿った前記基体の輪郭に合致する突起輪郭を備えた係合超合金スタッドと、を備え、
前記基体およびスタッドは、前記接触面に沿って、
スタッド溶接装置内に前記スタッドおよび基体を装填し、
両者間にギャップを伴う対向する離間した関係で前記スタッド突起および基体リセスを配置し、
前記スタッド突起およびリセス間に電流を流し、両者間に前記スタッド溶接装置によってアークを生成し、
前記対向するスタッド突起および基体リセス対向面を溶融させ、
溶融したスタッド突起および基体リセスの対向面を互いに接触状態となるように押し付け、両者間に溶接部を形成することによる、スタッド溶接のプロセスによって、互いに固定された部品。
【請求項２】
前記スタッド溶接装置は、直流電源あるいは容量性放電電流源からなる群から選択される装置を用いて電流を流す、請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記基体および修復スタッドは実質的に類似の機械的構造特性を備えた同じ材料から構成され、かつ、前記スタッド溶接は、構造特性を実質的に変化させない、請求項１に記載の部品。
【請求項４】
修復された部品基体は、タービンブレードおよびタービンベーンからなる群から選択される、請求項１に記載の部品。
【請求項５】
基体リセスを、溶接されたスタッド端部の一部で満たされ状態のままとするために、前記スタッドを溶接後形成すると共に、前記部品の寸法的表面輪郭を復元することを、さらに備える、請求項１に記載の部品。
【請求項６】
超合金構造体を接合するための方法あって、
残余の基体によって形成されるリセス輪郭を有する超合金部品基体にリセスを形成するすることと、
対応する接触面に沿って基体リセス輪郭に合致する突起輪郭を備えたスタッド突起を有する係合超合金スタッドを形成することと、
両者間にギャップを伴う対向する離間した関係で前記スタッド突起および基体を配置することと、
前記スタッド突起およびリセス間に電流を流し、両者間にスタッド溶接装置によってアークを生成することと、
前記対向するスタッド突起および基体リセス対向面を溶融させることと、
溶融したスタッド突起および基体リセス対向面を互いに接触状態となるように押し付け、両者間に溶接部を形成することと、
を備える方法。
【請求項７】
リセス形成ステップは、放電加工ならびに機械的フライス加工、穿孔および研削からなる群から選択される加工によって実施される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基体および修復スタッドは実質的に類似の機械的構造特性を備えた同じ材料から構成され、かつ、スタッド溶接は、構造特性を実質的に変化させない、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
修復された部品基体は、タービンブレードおよびタービンベーンからなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記修復スタッドの外面の輪郭を、周囲の基体のそれと一致させることをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記スタッド溶接装置は、直流電源あるいは容量性放電電流源からなる群から選択される装置を用いて電流を流す、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
修復スタッドの外面の輪郭を、周囲の基体のそれと一致させることをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
超合金部品の修復方法であって、
超合金部品基体の損傷部分を除去し、残存基体によって画定されるリセス輪郭を有するように掘削リセスをそれ自体に形成するすることと、
対応する接触面に沿って基体リセス輪郭に合致する突起輪郭を備えたスタッド突起を有する係合超合金修復スタッドを形成することと、
両者間にギャップを伴う対向する離間した関係で前記スタッド突起および基体を配置することと、
前記スタッド突起およびリセス間に電流を流し、両者間にスタッド溶接装置によってアークを生成することと、
対向するスタッド突起および基体リセス対向面を溶融させることと、
溶融したスタッド突起および基体リセス対向面を互いに接触状態となるように押し付け、両者間に溶接部を形成することと、
を備える方法。
【請求項１４】
リセス形成ステップは、放電加工ならびに機械的フライス加工、穿孔および研削からなる群から選択される加工によって実施される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スタッド溶接装置は、直流電源あるいは容量性放電電流源からなる群から選択される装置を用いて電流を流す、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記基体および修復スタッドは実質的に類似の機械的構造特性を備えた同じ材料から構成され、かつ、スタッド溶接は、構造特性を実質的に変化させない、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
修復された部品基体は、タービンブレードおよびタービンベーンからなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記修復スタッドの外面の輪郭を、周囲の基体のそれと一致させることをさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
修復された部品基体は、タービンブレードおよびタービンベーンからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
修復スタッドの外面の輪郭を、周囲の基体のそれと一致させることをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造あるいは修復中の、先端超合金部品の接合に関する。ある実施形態において、本発明は、接合された部品の機械構造的あるいは材料特性を著しく低下させないように、それぞれの表面を溶融させるためのスタッドおよび基体の電気アーク加熱によって、修復された基体に固定されたスタッドを使用し、続いて圧力下で基体内にスタッドを押しやることによる、蒸気またはガスタービンの超合金タービンブレードおよびベーンの表面修復に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンあるいはその他の超合金部品の「構造的」修復は、一般に、損傷を受けた材料を適合する合金材で置き換え、そして本来の製造部品の仕様に近い強度（例えば本来の仕様の少なくとも７０％の引っ張り強度）などの特性を達成することとして認識されている。例えば、さらなるクラックのリスクが低減され、そしてブレードが本来の材料構造的および寸法的仕様に復元されるように、表面クラックを生じてしまったタービンブレードに構造的修復を行うことが好ましい。
【０００３】
鋳造タービンブレードといったタービン部品を製造するために使用されるニッケルおよびコバルトベース超合金材料の構造的修復および新たな製造は、完成したブレード材料の冶金特性のために困難である。例えば、ＣＭ２４７合金といった６％超アグレゲートアルミニウムあるいはチタン含量率を有する超合金は、より低いアルミニウム−チタン含有率Ｘ−７５０超合金よりも、高温溶接にさらされた際に、歪み時効クラックが生じやすい。完成したタービンブレード合金は、通常、鋳造後の熱処理中に強化され、これは、その後、それらに構造的溶接を実施することを困難にする。超合金の構造的製造または修復のために現在使用されている溶接プロセスは、一般に、溶接プレパレーションに隣接する基体の実質的な溶融と、溶接棒またはその他の添加される充填材の完全な溶融とを伴う。そのような材料から形成されるブレードが同一または類似の合金の溶加材を用いて溶接される場合、ブレードには、新しい部品と比較して、溶接部内でのかつそれに近接した固化（別名、溶離）クラック、および／または超合金の本来の強度およびその他の材料特性の回復を目的とした、その後の熱処理プロセスの間の歪み時効（別名、再加熱）クラックが生じやすい。
【０００４】
当接する超合金部品の対内に圧縮された電極間で電流を流すことにより、熱抵抗接合装置において、超合金の従来の「スポット」電気抵抗溶接を行うための過去の試みは、やはり、溶接域内に固化クラックを生じていた。冷却装備を備えたレーザーマイクロクラッド、高温での、いわゆる「ホット」ボックス内での溶接、および慣性摩擦溶接を含む代替的な超合金溶接プロセスは、依然として、溶接後熱処理歪み時効クラックを生じることがあった。摩擦攪拌溶接のような、その他の摩擦溶接プロセスは、超合金のクラック性向を低減することができるが、用いられる溶接装置は、比較的限られた工具寿命しか持たない。超合金材料から構成された別々の部品が溶接プロセスによって接合される場合、同じクラックの問題は超合金部品の製造中にも生じる。
【０００５】
超合金の構造的修復溶接の欠点を考えると、たいてい、唯一の商業的に許容される解決策は、構造的修復が必要な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、過去の経験は、そのような構造的修復の限定的成功しか示していないからである。したがって、修復は、上記代替的超合金溶接プロセスによって、あるいは構造的強度の低減を伴う、より延性のある溶接充填材を利用する装飾的溶接によって、上首尾に実施されることが既に判明しているものに限定されている。
【０００６】
したがって、当該技術において、小部品が接合できるように、あるいは上記構造的クラックおよびその他の表面欠陥を修復できるように、タービンベーンおよびブレードといった超合金部品の表面で構造的接合あるいは修復を行うための方法が求められていた。
【０００７】
当該技術において、損傷したブレードスクラップ率を低減することができるように、タービンベーンおよびブレードといった超合金部品の表面での構造的修復の成功率を高めることが求められていた。
【０００８】
さらに、当該技術において、複雑な溶接または修復後熱処理手順を必要としない、実証された、繰り返し可能な修復技術および機械を用いた、タービンベーンおよびブレードといった超合金部品の表面で構造的接合あるいは修復を行うための方法が求められていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、部品が接合できるように、あるいは構造的クラックおよびその他の表面欠陥を修復できるように、タービンベーンおよびブレードといった超合金部品の表面で構造的接合あるいは修復を行うことである。
【００１０】
本発明の別の目的は、損傷部品スクラップ率を低減することができるように、タービンベーンおよびブレードといった超合金部品の良好な構造的修復が行える可能性を高めることである。
【００１１】
本発明のさらに別な目的は、複雑な溶接または修復後熱処理手順を必要としない、実証された、繰り返し可能な修復技術および機械を用いた、タービンベーンおよびブレードといった超合金部品の構造的組み立てあるいは修復を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらおよびその他の目的は、本発明の実施形態に従って、タービンブレードまたはベーンといった超合金部品を構造的に接合するか、あるいは超合金材料部品の欠陥を修復することによって達成される。超合金部品は、接触面に沿って、別の部品に形成された対応する突起と、ある部品の基体に形成されたリセスとを係合させ、そしてスタッド溶接装置を用いて、それらを一つに溶接することによって接合あるいは修復される。係合する超合金修復スタッドは、その輪郭が対応する接触面に沿って基体のリセス輪郭に合致するスタッド突起を伴って形成される。スタッドおよび基体の両方は、スタッド突起および基体リセスが両者間にギャップが存在する対向する離間した関係で配置された状態で、スタッド溶接装置に接続される。スタッド溶接装置は、スタッド突起とリセスとの間に電流を流し、そのそれぞれの対向面を溶融させるために、両者間にアークを生成する。溶融されたスタッド突起と基体リセスの対向面とはスタッド溶接装置によって互いに接触状態となるように押し付けられ、両者間に溶接部が形成される。
【００１３】
修復の実施形態において、表面欠陥は、放電加工またはその他の公知の金属加工プロセスによって部品基体から除去され、掘削リセスが形成される。修復スタッドが、対応するリセス輪郭に合致する輪郭を備えた係合突起を有して、好ましく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る。修復スタッドはスタッド溶接装置固定具内に挿入されその中で捕捉され、そしてスタッド係合突起および輪郭が両者間にギャップが存在するように対向する互いに離間した関係になるように配置される。スタッド溶接装置は、スタッド突起とリセスとの間に電流を流し、そのそれぞれの対向面を溶融させるために、両者間にアークを生成する。対向面は圧力下で押しやられ、スタッド突起と基体リセスとの間に共通の溶接部が形成される。
【００１４】
本発明の目的および特徴は、当業者による何らかの組み合わせまたは部分組み合わせにおいて一緒にまたは別々に適用可能である。
【００１５】
本発明の教示は、添付図面と共に以下の詳細な説明を考察することによって容易に理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に従って修復された超合金部品における表面欠陥の除去後に残った陥凹の概略立面図である。
【図２】本発明の実施形態に従って超合金部品の表面欠陥を修復するために使用される超合金修復スタッドの概略立面図である。
【図３】スタッド溶接装置を用いて修復スタッドおよび部品基体をアーク加熱することによって本発明の実施形態に従って修復された超合金部品の表面陥凹の概略立面図である。
【図４】修復スタッドがスタッド溶接装置によってリセス内に押しやられて、スタッドとリセスとの間に薄い溶接部が形成された後の、図３と同様の概略正面図である。
【図５】本発明の実施の形態に従って修復された超合金部品の概略立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
理解を容易にするため、可能な場合には、図面に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照数字を用いる。
【００１８】
以下の説明を検討することで、当業者は、本発明の教示は超合金の機械構造的接合／修復のために容易に利用できることを明確に理解するであろう。ある実施形態では、本発明の教示は、接合あるいは修復されるブレードの機械構造的または材料的特性を著しく減じないように、スタッド溶接された修復スタッドの使用によって、蒸気またはガスタービンにおいて用いられるタイプの超合金材料タービンブレードおよびベーンの構造的修復のために利用することができる。本修復方法では、損傷が除去され、掘削リセスが形成される。修復スタッドは、対応するリセス輪郭に合致する係合外側輪郭を有する、同様の機械構造的特性を備えた同じ材料から形成される。修復スタッドは周知のスタッド溶接装置内に挿入され、その中で捕捉され、そしてリセスと対向する離間した関係で配置される。スタッド溶接装置は、その後、そのそれぞれ対向面が溶融されるまで、離間したスタッドと基体リセスとの間にアーク電流を流す。その後、スタッドは、それぞれの溶融した表面が溶接部を形成するように、スタッド溶接装置によってリセス内に加圧下で押しやられる。修復された部品の全体的な機械構造的特性は、損傷していない部品のそれと同様である。本発明の修復方法は、複雑な溶接あるいは熱処理手順を必要とせず、周知のスタッド溶接装置設備および固着プロセスを使用する。修復の実施に加えて、本発明の接合方法は、小部品を接合することにより超合金構造体を製造するために使用されてもよい。
【００１９】
図１は、クラックのない基体にリセス１２を残すように、放電加工（ＥＤＭ）またはその他の周知の金属除去プロセスによって掘削された表面応力クラックを有する例示的な超合金部品１０を示す。応力クラックが構造的に（すなわち、比較的軟らかい、低適用温度溶接またはろう付け合金を用いた単なる装飾なものを上回る修復によって）修復されない場合、装飾的に修復されたクラックは、再びクラックを生じ、かつ／または部品基体内に広がり続ける可能性がある。リセス１２の輪郭は、クラックのない基体１０の残存縁によって画定される。円錐形断面輪郭リセス１２が図１に示されているが、切削ツールヘッドあるいはＥＤＭによって形成されたＶ形状あるいはアーチ形状輪郭といった、その他の断面輪郭形態を用いることもできる。リセス直径は、修復を実施するために使用されることになるスタッド溶接装置の許容範囲で変更可能である。新しい複合超合金構造体を製造するとき、係合リセスおよび突起輪郭を備えた二つの超合金小部品が製造されて、一方がスタッド溶接装置内に配置され、係合する対向面のアーク溶融の後に構造的に接合され、続いてスタッド溶接装置による圧力下で部品が一つになるように押しやられる。二つの部品を互いに離間させ、ギャップを横切ってアーク加熱し、そしてその後、係合突起およびリセスを伴わずに圧力下で部品を一つになるように押しやることで、係合リセスおよび突起を持たない複合構造体を、スタッド溶接装置を用いて製造することも可能である。
【００２０】
周知の修復あるいは製造方法では、リセス１２は、より軟らかい充填材の熱印加によって（装飾修復）、あるいは同じ硬さの充填材によって満たされていたであろう。先に述べたように、超合金充填材を使用する、その他の溶接技術は、一般に、溶接中またはそれに続く溶接後熱処理中に超合金部品に望ましくないクラックを誘起する。
【００２１】
本発明は、図２に示すような、好ましくは修復された部品と同様の材料特性を有する同一の超合金材料から構成された修復スタッド２０を利用することによる、クラックあるいは形成されたリセスにおける超合金材料の従来周知の交換とは異なっている。修復スタッド２０は、リセス輪郭１２に一致しかつそれと係合する輪郭を備えた突起部２２を有する。上述したように、係合突起およびリセスブレード部分を有する新しい小部品が、同じ方法によって、新しい部品を製造するために接合されてもよい。
【００２２】
図３を参照すると、修復スタッド２０は、溶接領域から空気を排除し、熱を集中させ、そして溶融金属を保持する役割を果たすセラミック絶縁スリーブ３４によって取り囲まれて、周知の、従来型スタッド溶接装置３０のスタッド溶接固定具内に装填される。（このようなスリーブは破壊され、溶接後に廃棄される）。周知のスタッド溶接装置３０は、ＤＣ電源によってまたは容量放電によって溶接電流を発生させ、そしてそのそれぞれの対向面を溶融させるために基体１０とスタッド２２との間のギャップを横切るアークを発生させ、その後、それぞれの溶融面が溶接部を形成するように二つの部品を互いに押しやる。
【００２３】
スタッド溶接装置３０を用いて修復処理を実施する場合、修復スタッド２０は、係合突起部２２がリセス１２と相互に離間した関係で、かつ両者間にギャップを伴って、修復された部品基体１０の近傍に配置される。その後、スタッド溶接装置３０は、スタッド突起２２とリセス１２との間のギャップを横切って、修復スタッド２０と部品基体１０との間に電流を流し、ギャップの両側で、それらの対向面を溶融させる高温アークＡを生成する。
【００２４】
図４に示すように、スタッド突起２２とリセス１２との対向する係合面が溶融するとき、スタッド溶接装置３０は、圧力が接触面に沿って集中するように、急速にかつ圧力下で、それらを互いに押しやりかつ押し付け、薄い溶接部４０を形成し、過剰な溶融した溶接部を周囲隅肉４２となるように押し出す。
【００２５】
本発明の接合プロセスを実施する際、十分な電流が、その対向するそれぞれの接触面に沿ってスタッド突出部分２２およびリセス１２の局所的溶融を引き起こすために、スタッド溶接装置３０によって選択的に加えられるが、接触面からかなりの距離においては部品基体１０またはスタッド２０の材料特性を著しく変化させるであろう過剰な熱は加えられない。したがって、各表面２２および１２の所望の溶融が達成されたとき、局所的な加熱は停止される。
【００２６】
所望の薄い溶接部４０が実現された後、今や相互に固定された部品基体１０および修復スタッド２０は、スタッド溶接装置３０からの、その後の取り外しのために冷却することが可能となる。修復スタッド２０および押し出された溶接材料４２は周囲の表面輪郭に適合させられ、図５に示すその本来の態へと修復された部品１０を回復させる。今修復された部品１０は、もはや、表面損傷を有しておらず、これは、本来の基体材料と実質的に同様の材料特性を有する、新しい修復スタッド材料２０で置き換えられる。具体的には、修復された領域内の表面硬度および強度特性は、本来の周囲の材料のそれと実質的に同様である。図５を参照すると、順次、複数のスタッド２０，２０’，２０’’などを形成し、スタッド溶接することによって、スタッド２０の直径より長い多元的連続溶接部が超合金部品１０に形成されてもよく、これによって隣接しかつオーバーラップする溶接部４０，４０’，４０’’などが形成される。
【００２７】
溶接部４０に沿った局所的固着は、修復された部品基体１０およびスタッド２０の構造的材料特性に著しい悪影響を与えない。限定された修復後熱処理（必要な場合）は、（完全に排除しないとしても）修復された部品の歪み時効クラックのその後のリスクを最小化する。したがって、超合金部品の製造および修復の時間および費用は、修復失敗の過度のリスクを伴わずに、本発明の修復方法で保証されるであろう。発電分野において、表面にクラックが生じたタービンブレードは、それを廃棄し、新しいブレードと交換することを要さずに修復することができる。
【００２８】
本発明の修復を実施するために使用される選択されたスタッド溶接方法では、全体的な目的は、各部品の一般化基体内の超合金材料特性に悪影響を与えることなく、溶接部４０に沿った超合金小部品間の局所的接合および追加的熱入力の中止を達成することである。それぞれの超合金基材を液化する傾向がある（したがって、材料特性を望ましくないように変化させ、その後にそれらにクラックが生じやすくする）周知の溶接技術とは異なり、本発明によって実施される基体１０およびスタッド２０の対向面のその後の圧力衝突を伴う、局限されたスタッド溶接および最小溶融は、超合金基材における相対的変化を回避し、特に溶接固化中に典型的な収縮に関連した残留応力を排除する。特に、ガスタングステンアーク、ガスメタルアーク、レーザーまたはシールディングメタルアーク溶接によって溶融フィラー金属で掘削部を満たすことによって、掘削部の壁によって制限されたる掘削部の平面内に収縮応力が生じる。そうした応力は固化している金属自体によって維持されなければならず、高い残留引っ張り応力が固化堆積物中に生じる。代替的に、スタッド溶接によって、凝固は主として一軸であり、スタッドの軸線と整列させられる。軸方向の圧縮力が、固化の間、意図的に加えられる。固化による残留引っ張り応力は、それによって最小化される。
【００２９】
本発明を実施するとき、超合金部品は、周知の実証済みのスタッド溶接設備を用いて接合または修理することができる。損傷を受けた超合金部品材料を除去することができ、そして放電加工またはその他の周知の金属切削技術により修復スタッドを製造できる。既知のスタッド溶接設備および技術を、それらの係合基体リセスに対して修復スタッドを固着させるために用いることができる。スタッド修復された超合金部品の外面輪郭は、修復された部品の局所輪郭と合致するように、修復スタッドおよび周囲に接触面を研削あるいは切断することによって、本来の輪郭仕様へと復元することができる。
【００３０】
リセス１２およびスタッド係合面２２の形状は似ていてもよいが、より尖ったスタッドも考えられる。これは、アーク発生および溶融がアセンブリの軸方向中心で始まり、材料押し出し部４２を拡大させるために半径方向外側に進行することを保証するのを助けるであろう。
【００３１】
スタッド端部２２は単純な形状とされてもよいが、それが、溶接金属を脱酸素し、アークを安定化させるためにアルミニウムフラックスボールあるいはコーティングを含むことも一般的である。不活性ガスシールディングが、空気との反応を防止するために使用されてもよい。基体またはスタッドの予熱はまた、溶接中の材料の延性を改善するために有用であろう。
【００３２】
超合金部品の例示的実施形態の構造的接合について、本明細書では、主として、超合金部品の修復を参照して説明してきたが、同方法は、小部品を接合することによって超合金構造体を製造するために使用されてもよい。例えば、一つの超合金小部品の突起が、別な超合金小部品のリセスに対して固定されてもよい。
【００３３】
本発明の教示を含むさまざまな実施形態を図示し、本明細書中で詳細に説明してきたが、当業者であれば、これらの教示を依然として含む、数多くのその他のさまざまな実施形態を容易に創出できる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  超合金部品
１２  リセス
２０  スタッド
２０’  スタッド
２０’’  スタッド
２２  スタッド端部
３０  スタッド溶接装置
３４  セラミック絶縁スリーブ
４０  溶接部
４０’  溶接部
４０’’  溶接部
４２  周囲隅肉
【図１】
2015531039.tif 000003
【図２】
2015531039.tif 000004
【図３】
2015531039.tif 000005
【図４】
2015531039.tif 000006
【図５】
2015531039.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月20日(2015.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合された超合金部品であって、
リセス輪郭を有するリセスを有する超合金基体と、
基体リセス内に捕捉されるスタッド突起を有する係合超合金スタッドであって、前記リセス内の接触面に沿った前記超合金基体の輪郭に合致する突起輪郭を備えた係合超合金スタッドと、を備え、
前記基体およびスタッドは、前記接触面に沿って、
スタッド溶接装置内に前記スタッドおよび基体を装填し、
両者間にギャップを伴う対向する離間した関係で前記スタッド突起および基体リセスを配置し、
前記スタッド突起およびリセス間に電流を流し、両者間に前記スタッド溶接装置によってアークを生成し、
前記対向するスタッド突起および基体リセス対向面を溶融させ、
溶融したスタッド突起および基体リセスの対向面を互いに接触状態となるように押し付け、両者間に溶接部を形成することによる、スタッド溶接のプロセスによって、互いに固定された部品。
【請求項２】
前記スタッド溶接装置は、直流電源あるいは容量性放電電流源からなる群から選択される装置を用いて電流を流す、請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記基体および修復スタッドは類似の機械的構造特性を備えた同じ材料から構成され、かつ、前記スタッド溶接は、構造特性を変化させない、請求項１に記載の部品。
【請求項４】
修復された部品基体は、タービンブレードおよびタービンベーンからなる群から選択される、請求項１に記載の部品。
【請求項５】
基体リセスを、溶接されたスタッド端部の一部で満たされ状態のままとするために、前記スタッドを溶接後形成すると共に、前記部品の寸法的表面輪郭を復元することを、さらに備える、請求項１に記載の部品。
【請求項６】
超合金構造体を接合するための方法であって、
残余の基体によって形成されるリセス輪郭を有する超合金部品基体にリセスを形成することと、
対応する接触面に沿って基体リセス輪郭に合致する突起輪郭を備えたスタッド突起を有する係合超合金スタッドを形成することと、
両者間にギャップを伴う対向する離間した関係で前記スタッド突起および基体を配置することと、
前記スタッド突起およびリセス間に電流を流し、両者間にスタッド溶接装置によってアークを生成することと、
前記対向するスタッド突起および基体リセス対向面を溶融させることと、
溶融したスタッド突起および基体リセス対向面を互いに接触状態となるように押し付け、両者間に溶接部を形成することと、
を備える方法。
【請求項７】
リセス形成ステップは、放電加工ならびに機械的フライス加工、穿孔および研削からなる群から選択される加工によって実施される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基体および修復スタッドは類似の機械的構造特性を備えた同じ材料から構成され、かつ、スタッド溶接は、構造特性を変化させない、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
修復された部品基体は、タービンブレードおよびタービンベーンからなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記修復スタッドの外面の輪郭を、周囲の基体のそれと一致させることをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記スタッド溶接装置は、直流電源あるいは容量性放電電流源からなる群から選択される装置を用いて電流を流す、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
修復スタッドの外面の輪郭を、周囲の基体のそれと一致させることをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
超合金部品の修復方法であって、
超合金部品基体の損傷部分を除去し、残存基体によって画定されるリセス輪郭を有するように掘削リセスをそれ自体に形成することと、
対応する接触面に沿って基体リセス輪郭に合致する突起輪郭を備えたスタッド突起を有する係合超合金修復スタッドを形成することと、
両者間にギャップを伴う対向する離間した関係で前記スタッド突起および基体を配置することと、
前記スタッド突起およびリセス間に電流を流し、両者間にスタッド溶接装置によってアークを生成することと、
対向するスタッド突起および基体リセス対向面を溶融させることと、
溶融したスタッド突起および基体リセス対向面を互いに接触状態となるように押し付け、両者間に溶接部を形成することと、
を備える方法。
【請求項１４】
リセス形成ステップは、放電加工ならびに機械的フライス加工、穿孔および研削からなる群から選択される加工によって実施される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スタッド溶接装置は、直流電源あるいは容量性放電電流源からなる群から選択される装置を用いて電流を流す、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記基体および修復スタッドは類似の機械的構造特性を備えた同じ材料から構成され、かつ、スタッド溶接は、構造特性を変化させない、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
修復された部品基体は、タービンブレードおよびタービンベーンからなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記修復スタッドの外面の輪郭を、周囲の基体のそれと一致させることをさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
修復された部品基体は、タービンブレードおよびタービンベーンからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
修復スタッドの外面の輪郭を、周囲の基体のそれと一致させることをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【国際調査報告】
2015531039.tif 000008
2015531039.tif 000009