真空精密鋳造スーパーアロイ部品溶接サービス
鋳造スーパーアロイ部品の高完全性溶接
真空精密鋳造によって製造されたスーパーアロイ部品は、航空宇宙エンジン、エネルギーシステム、産業用タービンに不可欠です。これらの鋳造品は、しばしば後処理としての溶接修復、精密接合、または組立溶接を必要とします。しかし、真空鋳造されたスーパーアロイ、特にインコネル、レネ、ハステロイなどのニッケル基合金の溶接は、ミクロ偏析、高温割れ、酸化感受性により、大きな課題を提示します。
ニューウェイ・エアロテックは、タービンベーン、ブレードセグメント、排気部品、構造鋳造品向けに、NADCAP準拠のスーパーアロイ溶接サービスを提供しています。当社は、TIG、レーザー、真空チャンバー溶接を、溶接後熱処理、熱間等方圧加圧（HIP）、完全な非破壊検査検証と統合しています。
真空鋳造スーパーアロイ部品の主要溶接プロセス
ニューウェイ・エアロテックは、各パーツの合金組成、結晶粒組織、鋳造形状に合わせて調整された制御された溶接手順を適用します。
対応するインコネル、レネ、またはハステロイの溶加材を用いたTIG溶接
薄肉または熱影響を受けやすい領域向けのレーザー溶接
酸化を防止するための真空および不活性ガス溶接チャンバー
当社は、鋳造スーパーアロイ部品のブレード先端盛り上げ、シール面溶接、割れ修復、部品組立をサポートします。
鋳造および溶接用途における一般的なスーパーアロイ
合金 | 最高温度 (°C) | 降伏強度 (MPa) | 一般的な溶接部品 |
|---|---|---|---|
950 | 760 | タービンブレード、ノズルセグメント | |
1050 | 880 | ステータベーン、高温部ハウジング | |
1050 | 880 | 燃焼ライナー、シュラウド | |
1175 | 790 | トランジションダクト、排気リング |
これらの合金は、マイクロクラックを防止し、高温性能を維持するために、精密な溶接プロトコルを必要とします。
事例研究：インコネル 738 鋳造ベーンセグメントのTIG溶接修復
プロジェクト背景
お客様から、鋳造気孔とエッジ侵食を伴う等軸晶インコネル 738ベーンが提出されました。当社は、対応するインコネル溶加材を用いたTIG盛り上げ溶接を適用し、その後応力除去熱処理とX線検査を行いました。修復された部品は、OEMの形状および組織仕様を満たしました。
典型的な溶接スーパーアロイ部品と産業
部品 | 溶接タイプ | 合金 | 産業 |
|---|---|---|---|
タービンベーン | TIGマルチパス | インコネル 738 | |
排気ライナー | レーザー溶接シーム | ハステロイ X | |
ブレード先端 | TIG盛り上げ | レネ 80 | |
シールリング | TIG接合溶接 | インコネル 713C |
各溶接は、燃焼および排気環境における熱疲労および高サイクル負荷に耐えるよう認定されています。
真空鋳造スーパーアロイ部品の溶接課題
鋳造領域のミクロ偏析により、溶融中の高温割れリスクが増加
高いガンマプライム含有量により、制御されたパス間温度が必要
局所的な溶接加熱中の薄肉変形
PWHTが不適切に適用された場合のHAZの結晶粒粗大化
不適切なガスシールドまたは表面酸化による気孔および介在物
鋳造スーパーアロイ組立体の認定溶接ソリューション
CNC輪郭研削を用いた溶接前接合部準備および酸化物除去
低入熱および合金に合わせた溶加材を用いたアルゴンシールドTIG溶接
サブミリメートルシームおよび低HAZ拡散向けのレーザー溶接
表面保護のための**最終仕上げ、検査、およびオプションのTBCコーティング
結果と検証
溶接実行
鋳造ベーンセグメントは、制御されたアルゴン雰囲気下でインコネル738溶加材ワイヤーを用いてTIG溶接されました。多層パスは3mmの厚さまで盛られ、仕上げおよび機械加工されました。
溶接後処理
熱処理は980°Cで行われ、HAZ応力を除去し組織を均一化しました。オプションのHIP処理により内部気孔が除去されました。指定された箇所では、部品は不動態化および再コーティングされました。
検査
X線非破壊検査により、ボイドのない溶接融合が確認されました。CMM検査により寸法が検証されました。SEMにより結晶粒完全性および表面品質が確認されました。すべての部品はタービン組立のために合格となりました。
よくある質問
真空鋳造後に一般的に溶接されるスーパーアロイグレードは何ですか？
高いガンマプライム合金での割れをどのように防止しますか？
気孔除去のために溶接後にHIPを適用できますか？
タービンベーン修復のための最小溶接厚さはどれくらいですか？
溶接後に利用可能な表面処理は何ですか？
