Usine de Soudage de Pièces de Turbine en Alliage à Haute Température

Technologie de Soudage pour les Pièces Coulées en Alliage à Haute Température

Nous proposons des solutions de soudage intégrées pour les aubes, les aubes directrices, les tuyères, les enveloppes et les pièces de combustion de turbine coulées nécessitant une grande endurance thermique et mécanique.

• Soudage TIG avec des métaux d'apport en alliage à haute température adaptés

• Soudage laser pour les joints à paroi mince et à faible déformation

• Boîtes à gants ou chambres protégées à l'argon pour minimiser l'oxydation

• Traitement thermique post-soudage et pressage isostatique à chaud pour la récupération de la durée de vie en fatigue

Tous les processus suivent les protocoles de soudage de turbine aérospatiale AS9100D et NADCAP.

Grades Typiques de Superalliages Coulés pour le Soudage de Turbines

Ces alliages sont coulés en forme finale ou quasi-finale, puis assemblés ou réparés lors du montage final.

Étude de Cas : Soudage TIG d'un Segment de Tuyère de Chambre de Combustion en Inconel 738

Contexte du Projet

Une turbine industrielle de 150 MW nécessitait une réparation par soudage sur un segment de tuyère en Inconel 738 à grains équiaxes. Nous avons effectué un soudage TIG avec un métal d'apport ERNiCrCoMo, appliqué un traitement thermique à 980°C, et vérifié la fusion de la soudure en utilisant un contrôle par rayons X et une inspection par MMT.

Composants de Turbine Souvent Soudés et Industries

Tous les composants sont testés pour la fatigue, la conformité dimensionnelle et la stabilité à l'oxydation après soudage.

Défis du Soudage dans les Composants en Alliage Coulé à Haute Température

1. Des fissures dans la ZAT se forment lors du soudage d'alliages riches en phase gamma prime sans contrôle de la température inter-passes en dessous de 150°C

2. La porosité apparaît lorsque l'oxygène dépasse 100 ppm lors de l'amorçage de l'arc TIG

3. Le sous-crayage et le grossissement des grains se produisent si le préchauffage et les vitesses de soudage ne sont pas optimisés

4. Une distorsion par contrainte post-soudage >0,02 mm se produit sans un bridage adéquat pendant le refroidissement

5. Un métal d'apport insuffisamment adapté peut réduire la durée de vie en fluage de plus de 15% dans les pièces coulées de qualité turbine

Solutions de Soudage Professionnelles

1. Une protection à l'argon <50 ppm pendant le soudage élimine l'oxydation de surface et la porosité interne dans les soudures sur les pièces en Inconel et Rene

2. Le soudage TIG avec un métal d'apport adapté ERNiCrMo-3 restaure la résistance à la fatigue thermique jusqu'à 1050°C pour les applications en section chaude

3. Le soudage laser à ≤250 W assure des joints de précision dans les conduits en Hastelloy à paroi mince sans déformation par effet thermique

4. Le traitement thermique post-soudage à 980°C pendant 2 heures soulage les contraintes résiduelles et restaure la structure gamma prime

5. Le HIP à 1030°C, 100 MPa pendant 4 heures élimine la porosité interne, augmente la durée de vie en fatigue et répond aux normes de réparation de turbine des équipementiers

Résultats et Vérification

Exécution du Soudage

Les segments de tuyère coulés ont été soudés TIG avec un rechargement en cordon de 3 mm, poncés à une tolérance de ±0,01 mm. Le courant de l'arc de soudage était contrôlé entre 70 et 90 A pour minimiser l'expansion de la ZAT.

Traitement Post-Soudage

Les zones soudées ont été traitées thermiquement à 980°C pendant 2 heures. Un HIP optionnel a éliminé la porosité de coulée. Les pièces finies ont été profilées par CNC selon les spécifications finales.

Inspection

L'inspection par rayons X a confirmé une fusion à 100% et l'absence de cavités. L'inspection par MMT a assuré la conformité dimensionnelle dans une plage de ±0,008 mm. L'analyse par MEB a validé la récupération de la microstructure et la continuité des grains de la soudure.

FAQ

1. Quels alliages à haute température sont couramment soudés dans les composants de turbine coulés ?

2. Comment prévenez-vous la fissuration dans les alliages de turbine riches en phase gamma prime ?

3. Quelles procédures de traitement thermique et de HIP suivent le soudage ?

4. Comment la qualité de la fusion est-elle validée après le soudage ?

5. Prenez-vous en charge à la fois la production de turbines neuves et les réparations de révision ?