高温合金鋳造タービン部品溶接工場

高温合金鋳造品の溶接技術

高い熱的および機械的耐久性を必要とする鋳造タービンブレード、ベーン、ノズル、シュラウド、燃焼部品向けに統合溶接ソリューションを提供します。

• 対応する高温合金溶加材を使用したTIG溶接

• 薄肉、低歪みシーム向けのレーザー溶接

• 酸化を最小限に抑えるためのグローブボックスまたはアルゴンシールドチャンバー

• 疲労寿命回復のための溶接後熱処理および熱間静水圧プレス

すべてのプロセスは、AS9100DおよびNADCAP航空宇宙タービン溶接プロトコルに従います。

タービン溶接用の代表的な鋳造超合金グレード

これらの合金は、ネットシェイプまたはニアネットシェイプに鋳造され、最終組立時に接合または修理されます。

事例研究: インコネル 738 燃焼室ノズルセグメントのTIG溶接

プロジェクト背景

150 MWの産業用タービンで、等軸晶インコネル 738ノズルセグメントの溶接修理が必要でした。当社はERNiCrCoMo溶加材を使用したTIG溶接を実施し、980°Cで熱処理を適用し、X線検査とCMM検査を使用して溶接融合を検証しました。

一般的な溶接タービン部品と産業分野

すべての部品は、溶接後に疲労、寸法適合性、酸化安定性について試験されます。

高温鋳造合金部品における溶接の課題

1. 150°C以下のパス間制御なしでガンマプライム合金を溶接するとHAZ割れが発生

2. TIGアーク開始時に酸素が100 ppmを超えると気孔が発生

3. 予熱と溶接速度が最適化されていないとアンダーカットと結晶粒粗大化が発生

4. 冷却中の適切な治具固定がないと溶接後応力歪み＞0.02 mmが発生

5. 溶加材の適合性不足は、タービングレード鋳造品のクリープ寿命を15％以上低下させる可能性がある

プロフェッショナル溶接ソリューション

1. 溶接中のアルゴンシールド＜50 ppmにより、インコネルおよびレネ部品の溶接部の表面酸化と内部気孔を排除

2. ERNiCrMo-3対応溶加材を使用したTIG溶接により、高温部用途で1050°Cまでの耐熱疲労性を回復

3. ≤250 Wでのレーザー溶接により、薄肉ハステロイダクトの熱影響歪みのない精密シームを確保

4. 980°Cで2時間の溶接後熱処理により残留応力を除去し、ガンマプライム組織を回復

5. 1030°C、100 MPaで4時間のHIPにより内部気孔を除去し、疲労寿命を向上させ、OEMタービン修理基準を満たす

結果と検証

溶接施工

鋳造ノズルセグメントは、3 mmのフィレット盛り上げでTIG溶接され、±0.01 mmの公差に仕上げられました。溶接アーク電流は70～90 Aに制御され、HAZの拡大を最小限に抑えました。

溶接後処理

溶接部は980°Cで2時間熱処理されました。オプションのHIPにより鋳造気孔が除去されました。完成部品は最終仕様に合わせてCNCプロファイリングされました。

検査

X線検査により100%の融合と欠陥がないことが確認されました。CMM検査により±0.008 mm以内の寸法適合性が確保されました。SEM分析により、微細構造の回復と溶接部の結晶粒連続性が検証されました。

よくある質問

1. 鋳造タービン部品で一般的に溶接される高温合金は何ですか？

2. ガンマプライムを多く含むタービン合金の割れをどのように防止しますか？

3. 溶接後にどのような熱処理およびHIP手順が行われますか？

4. 溶接後の融合品質はどのように検証されますか？

5. OEMタービン生産とオーバーホール修理の両方をサポートしていますか？