CN1494633A - 用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法 - Google Patents

用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法 Download PDF

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Abstract

叶尖堵头(56)安装在用于取出芯的孔(55)中，该孔形成于燃气轮机叶片的叶尖(52)中。通过YAG激光束使抵接部分T熔化，以便形成对接焊部分，因此，该孔由叶尖堵头堵塞。对参数进行优化，这些参数例如抵接部分T之间的间隔、用于形成叶尖堵头的部件、激光焊接操作的条件以及激光束的散焦位置。由此，可以控制输入热量，并可靠防止固化裂纹和熔融裂纹。而且，还可以通过使用焊道宽度较窄的激光来更强烈地熔化和焊接该对接焊部分；因此，可以提高生产效率，并重复生成具有相同质量的产品。

Description

用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法
技术领域
本发明涉及一种用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，该孔用于取出形成于叶片内部的芯。本发明涉及一种用于堵塞燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中该方法能够可靠堵塞该孔，且堵塞工作非常高效。
背景技术
燃气轮机叶片暴露在高温工作燃气中。因此，含有较多量的Al和Ti的镍基超级合金通常用于形成燃气轮机叶片，以便提高它在高温条件下的抗蠕变特性。另外，为了应付极高温度条件，更普通是采用定向凝固和单晶部件，以便调节在单晶部件中的晶体生长方向。
另一方面，采用了使冷却剂在燃气轮机叶片(下文中称为涡轮叶片)中流动，并使涡轮叶片承载的温度保持为较低温度的方法。
根据该方法，在涡轮叶片中沿纵向(垂直方向)延伸的冷却剂通道这样形成，即多个冷却剂通道沿涡轮叶片的宽度方向形成多个槽道，冷却剂在相邻槽道在涡轮叶片端部彼此连通的部分处返回，这样，槽道或多个槽道形成盘绕形式。
也就是，如作为表示燃气轮机叶片的一部分的立体视图的图9所示，沿纵向方向(垂直方向)朝着叶尖部分52延伸的多个冷却剂通道53、53、53，由在涡轮叶片主体51内的分隔壁54a、54b和54c分开。冷却剂在叶片的端部返回，在该叶片端部处，相邻槽道53、53彼此连通；因此，冷却剂以盘绕方式流动，以便利用它的冷却特性。
具有这样结构的涡轮叶片主体51通过铸造形成，同时在叶尖部分52处形成孔55，用于取出多个芯。孔55由具有与该孔55相同形状的叶尖堵头56通过钨惰性气体电弧焊(下文中称为TIG焊接)来堵塞。
不过，当在TIG焊接操作中将叶尖堵头56焊接到形成于叶尖部分52处的孔55上时，有这样的问题：难以对边缘进行焊接操作的预加工，因为该边缘的预加工很复杂；焊接操作需要工作技能和实践经验；且焊接操作成本容易增加。
此外，为了防止在叶片基部的后焊接区域中产生固化裂纹和熔融裂纹，还采用了将盖体安装在叶片主要部分的叶尖上，以及通过使用激光束来将堵头焊接到叶尖部分上的方法。且燃气轮机叶片还采用了将盖体焊接到叶尖部分上的方法。在本说明书中，并不参考附图介绍这些方法。根据这些方法，对整个堵头进行焊接操作；因此，最终表面上的状态取决于例如堵头表面上的粗糙度和颜色这些因素。还有，并不能控制堵头和底板部分(图3中的55a)之间的间距，因此，有熔化深度变化的问题，更严重的是可能在焊接部分产生裂纹。
发明内容
本发明考虑到上述问题。本发明的目的是提供一种用于堵塞燃气轮机叶尖上的孔的方法，这样，它可以通过由叶尖堵头以激光焊接方法来提高堵塞在涡轮叶片主体尖部上的孔的效率，从而重复生成具有相同质量的最终产品。该方法中高温加热区窄，能量强度高。
为了解决上述问题，本发明的第一方面可以是一种用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，该方法包括以下步骤：将叶尖堵头装入形成于涡轮叶尖上的孔中；通过利用激光束在叶尖堵头和涡轮叶尖的抵接部分处进行对接焊；以及堵塞该孔。
本发明的第二方面可以是一种用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中，在孔和叶尖堵头之间的抵接部分中的间距不超过0.2mm。
本发明的第三方面可以是一种用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中，叶尖堵头由Ni基超级合金Inconel 625部件制成。
本发明的第四方面可以是一种用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中，对接焊的条件是例如：输出功率500至900W，脉冲宽度10至15ms，重复时间30至60pps，效率(duty)30至90％，速度0.5至1.3m/min，输入热量34至60Kj/m。
本发明的第五方面可以是一种用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中，在通过激光束将叶尖堵头焊接在孔上的对接焊操作中，激光束的散焦(defocusing)量为0至-1.0mm。
本发明的第六方面可以是一种用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中，激光束是YAG激光束，氩气用作屏蔽气体。
附图说明
图1表示了根据本发明，用于堵塞形成于燃气轮机叶片的叶尖部分上的孔的激光焊接装置；
图2是表示根据本发明，在叶尖堵头56和形成于叶尖部分上的孔55之间的部分焊接情况的剖视图；
图3是表示在确定合适焊接条件的试验中叶尖堵头的对接焊部分的剖视图；
图4是表示对于焊接速度(m/min)和输出功率(W)的焊接情况结果的曲线图；
图5是表示散焦量Lf(mm)和熔化深度(mm)之间的关系的曲线图；
图6是示意表示在50％稀释(dilution)比条件下将叶尖堵头56焊接到叶尖部分52的孔55上时焊接金属部分的剖视图；
图7A和7B是表示对根据用于堵塞形成于涡轮叶片上的孔的本发明方法而在实施例中获得的焊接部分进行疲劳试验的视图；
图8是表示本发明实施例的焊接部分和普通TIG焊接操作的焊接部分之间的疲劳强度试验的结果，在负载应力Δσ(kgf/mm2)条件下的裂纹和穿透疲劳寿命Nf(循环)的曲线图；
图9是表示燃气轮机叶片的内部的透视图。
具体实施方式
用于堵塞形成于燃气轮机叶尖上的孔的方法这样进行，即通过使用用于堵塞孔的激光焊接装置，叶尖堵头通过对接焊操作而焊接在涡轮叶尖的孔上，如图1所示。
如图1所示，在用于堵塞涡轮叶尖上的孔的激光焊接装置(例如激光振荡器)10中，旋转台10通过图中未示出的驱动装置而以预定的恒定角度间歇旋转。多个夹具2布置在旋转台1的上表面上，以便与上述预定的恒定间歇角度相对应。叶片主体固定在各个夹具2上，这样，叶尖部分52朝上布置。参考标号3表示布置在旋转台1的外周附近的焊接头驱动装置。焊接头驱动装置3提供有X轴驱动部分3X、Y轴驱动部分3Y和Z轴驱动部分3Z，以便支承主要由焊接头4形成的焊接装置，并使该焊接装置自由进行三维运动。
由焊接头驱动装置3支承的焊接头有：光学***，该光学***使由光纤8发出的激光束聚焦；以及用于惰性气体的喷嘴，该惰性气体用于保护焊接部分防止氧化。焊接头4的顶端布置成面对着叶片主体51的叶尖部分52，以便环绕该叶尖部分52***。
用于监测叶尖部分52的照相机装置5布置成靠近焊接头4，该照相机装置5在叶片主体51上面离该叶片主体51一定距离处进行观测。
参考标号7表示焊接操作装置，该焊接操作装置有激光振荡器，用于向焊接头4供给激光束。该焊接操作装置7通过光纤8向焊接头4供给激光束。
另外，参考标号9表示布置在焊接头驱动装置3附近的控制装置。该控制装置9通过传输通道(图中未示出)传输由照相机装置5采集的数据，并通过利用在叶尖堵头56上画出的预定标记进行图像处理操作，以对所获取的图像进行位置校正操作，通过将结果输出给焊接头驱动装置3而控制焊接头4的运动。
用于堵塞这样结构的孔的激光焊接装置根据前述方法来密封形成于叶尖部分52上的孔。
叶尖堵头安装在形成于叶片主体51的叶尖部分52上的孔55上。同时，根据需要暂时焊接该叶尖堵头56。在多个叶片主体51中，叶片主体51的基部通过夹具2固定，以便支承在旋转台1上。
因此，通过照相机装置5从多个叶尖堵头56中的预定叶尖堵头56的上面获取该叶尖堵头56的图像，这些叶尖堵头56布置在叶片主体51的叶尖部分52上并靠近焊接头驱动装置3。获取的图像的信息传送给控制装置9，从而计算叶尖堵头56相对于某一参照物的倾斜角以及叶尖堵头56的中心位置的移动量。
与在控制装置9中记忆的叶尖堵头56的形状相对应的焊接轨道(例如根据安装在叶尖部分52的孔55上的叶尖堵头的配合线而设定的焊接轨道)根据叶尖堵头56倾斜度以及中心位置的移动量来自动调节，该叶尖堵头倾斜度根据所获取的叶尖堵头图像信息来计算。
因此，通过控制装置9进行调节的焊接轨道与由照相机装置5获取的叶尖堵头56的真实形状相符。焊接头4沿该焊接轨道运动，因此能在激光焊接操作中对预定叶尖堵头56进行焊接。
当叶片主体51的叶尖部分52上的多个孔55中的一个孔用这种方法通过叶尖堵头56堵塞之后，在该叶尖部分52上的其余孔55也以同样方式进行堵塞。当叶片主体51的叶尖部分上的多个孔55由叶尖堵头56堵塞之后，或者当多个孔55的一部分在焊接操作中堵塞之后，旋转台1旋转一个节距，这样，下一个叶片主体布置到进行下一焊接操作的位置，因此，激光焊接操作以相同方式进行。
还有，根据用于堵塞孔的本发明方法，除了使用如图1所示具有旋转台的装置外，还可以使用具有自由流动传送器、工件变换器和用于焊接操作的驱动***的装置。
在这样的焊接操作中，如图2中详细所示，叶尖堵头56盖在伸出的凸台部分55a上，该凸台部分形成于叶片主体51的叶尖52的孔55的外周，叶尖堵头56安装在孔55上；因此，在孔55的外周和叶尖堵头56的外周部分56a上形成抵接部分T。然后，通过用YAG激光束进行对接焊操作来对该抵接部分T进行焊接，从而形成对接焊部分57。这时，优选是供给惰性气体例如氩气，用于屏蔽焊接部分，以便防止焊接部分中的金属氧化。
在叶尖部分52中的孔55通过这样进行激光对接焊操作而由叶尖堵头56堵塞；因此，可以在对接焊部分57中的焊道宽度较窄和熔化深度较深的情况下形成较长和较细的焊道。因此，可以减小将涉及产生高温裂纹的温度区域。还有，可以减小输入热量；因此，可以减少凝固裂纹和熔融裂纹的产生。此外，优选是在对接焊部分57中的最小焊道宽度不小于1.5mm。还有，优选是在图2中所示的实施例中，对接焊部分T中的配合间距q不大于0.1mm。还有，优选是在叶尖堵头56局部布置于孔55一部分内的实施例中，配合间距q不大于0.2mm。
还有，根据叶片主体沿拉动对接焊部分57的方向的叶片长度，在该对接焊操作中形成的对接焊部分57受到垂直方向的应力。相反，在搭接焊操作中，将沿剪切方向受到与上述应力相等的应力；因此，在对接焊操作中抵抗应力的强度高于搭接焊操作。
当涡轮叶片部分因为由燃气轮机起动和停车引起的热应力以及由上述热应力引起的热疲劳而破裂时，在涡轮叶片部分沿叶片纵向方向的尖端处产生裂纹。因此，可以知道大部分应力沿叶片的纵向方向，涡轮叶片沿该方向的强度很重要。还有，涡轮尖端部分处于高温状态下，因此，有由内部气体压力和离心力引起蠕变的问题。在本发明方法中，孔55由具有最小直径的叶尖堵头56堵塞，因此，叶尖堵头的重量非常轻，几乎不会引起蠕变问题。相反，当一个孔由一件叶尖堵头堵塞或者多个孔由一件叶尖堵头堵塞，并在搭接情况下通过激光焊接操作进行焊接时，叶尖堵头变得更大，搭接部分的间距变大，因此，这样的结构的蠕变情况较差。
下面介绍通过激光对接焊操作来对叶尖部分52上的孔55和叶尖堵头进行焊接的焊接条件的优选实施例。
焊接条件根据以下条件确定。
激光振荡器采用这样的装置，即该装置通过提供1.2kW输出功率的YAG激光、0.6mm芯直径的SI光纤以及80mm焦距长度的光学***而形成。
激光的输出功率根据以下基本输出条件而改变，以便保持所需熔化深度和减小输入热量，例如：
脉冲宽度(a)：12.5ms，效率(a/b×100)：50％，重复时间(1/b)：40pps。
叶尖堵头的对接焊部分57形成为有图3中所示的横截面。叶尖堵头穿过的厚度为Amm。焊接操作设置成有足够公差，这样，熔化深度在1.25Amm到1.56Amm的合适范围内，且当伸出的凸台部分55a的厚度为0.92A至0.95Amm时，不会向背面提供过多能量。这里，氩气用作屏蔽气体。
例如(1)输出功率和焊接速度之间的优选关系以及(2)散焦操作的影响等因素都将根据上述条件进行测试。
(1)输出功率和熔化速度之间的优选关系
由于输出功率和焊接速度而对焊接情况的影响如表1所示。这里，叶尖堵头的试验件处于与真实叶片形状相同的情况。当试验件为真实叶片的形状时，它在表中称为“叶形”。
另外，这里，激光束的焦点并没有散焦。因此，下面的数据是在聚焦条件下获得的。焊接情况根据例如熔化深度是否近似为叶尖堵头厚度的1.25至1.56倍这样的标准来进行评价。在表1中，“○”表示优选。“△”表示没有缺陷。“×”表示有缺陷。
                                        表1
输出功率(W) 速度(m/min) 输入热量(J/cm) 熔化深度(mm) 焊道尖端形状 结果 备注
    1060     1.6     398     ○ 2.3     ×     △
    980     1.4     420     ○ 2.3     △     △
    890     1.0     534     ○ 2.5     ○     ○
    890     1.2     445     ○ 2.3     ○     ○
    890     1.4     381     ○ 2.1     △     △
    890     1.5     356     ○ 2.1     ×     △ 叶形TP
    800     0.8     600     ○ 2.5     ○     ○
    800     1.0     480     ○ 2.3     ○     ○
    800     1.0     480     ○ 2.3     ○     ○ 叶形TP
    800     1.2     400     ○ 2.1     ○     ○
    800     1.4     343     ○ 2.0     △     △ 叶形TP
    650     0.6     600     ○ 2.2     ○     ○
    650     0.8     488     ○ 2.1     ○     ○
    650     1.0     390     ○ 2.0     ○     ○
    650     1.1     355     △ 1.9     ○     △ 叶形TP
    540     0.6     540     ○ 2.0     ○     △
    540     0.75     432     △ 1.9     ○     △ 叶形TP
    510     0.6     510     △ 1.9     ○     △
    495     0.4     743     △ 1.9     ○     △ 多气孔
    460     0.4     690     △ 1.8     ○     △ 多气孔
    460     0.55     502     △ 1.8     ○     △ 叶形TP
图4中的曲线表示了上述结果，从而表示了熔化速度(m/min)和输出功率(W)的组合对焊接情况的影响，其中，水平轴表示熔化速度(m/min)，垂直轴表示输出功率(W)。
表1和图4表明，本发明的激光对接焊操作的优选条件要求是熔化速度为0.5至1.3m/min，输出功率在500至900W的范围内。还有，输出热量应当在34至60kJ/m的范围内。
根据该结果，可以提出优选焊接条件的实例是例如输出功率550W(脉冲宽度：12.5ms，效率：50％，重复时间：40pps)，熔化速度：0.6m/min。
而且，对焊接情况由于激光束中的脉冲宽度、效率和重复时间变化而产生的影响进行了测验，结果，在以下范围内变化参数时将实现优选的对接焊操作，例如：脉冲宽度：10至15ms，效率：30至90％，重复时间：30至60pps。
(2)散焦操作的影响
下面将评价光学***的焦点的散焦量LF对焊接情况的影响。在该评价中，通过使用不锈钢部件来测试由于焦点的散焦量Lf变化而致使熔化深度(mm)发生的变化。这样的焊接条件证明是激光对接焊操作的优选条件。
采用以下焊接条件，例如输出功率：550W(脉冲宽度：12.5ms，效率：50％，重复时间：40pps)，熔化速度：0.6m/min。
图5所示的曲线表示了焦点的散焦量Lf(mm)和熔化深度(mm)之间的关系。
在本发明中，散焦量表示在制造的光学***中的焦点位置和进行焊接的物体表面之间的偏移量。当在制造的光学***中的焦点位置与进行焊接的物体表面重合时，该散焦量为0(零)。当光学***中的焦点位置比进行焊接的物体表面更靠内时，该散焦量表示为负。
根据图5，证实了以下情况：
(1)获得最大熔化深度时的散焦量Lf为-0.5mm。
(2)在优选焦点位置Lf＝0mm的情况下和散焦量Lf＝-0.5mm的情况下，熔化深度之间的差别非常小，以致于可以认为在这两种情况下有相同的焊接情况。
(3)能充分实现最小所需熔化深度的散焦量为Lf＝±1.5mm。
根据上述情况，当在叶尖堵头的对接焊部分57的Lf分别等于0mm、-0.5mm和-1.0mm的情况下进行焊接操作时，可以获得相同结果的熔化深度。
在本发明的激光对接焊操作中，优选是在上述情况下进行焊接操作。此外，为了防止在焊接部分中产生固化裂纹，具有比涡轮叶片主体51的基座部件更好的焊接性能的部件用于叶尖堵头56，该叶尖堵头将堵塞燃气轮机叶片主体51的叶尖部分52上的孔55。还有，需要将激光束精确布置在涡轮叶片主体51的叶尖部分52的基座部件与叶尖堵头56之间的交界线上，该基座部件在对接焊部分57内，这样，涡轮叶片主体51的叶尖部分52的、在对接焊部分57中的基座部件的稀释比以及叶尖堵头56的稀释比应当接近50％。
这里，稀释比(dilution ratio)可以定义为：(在叶尖部分的基座部件中的熔化部分的面积)/(在叶尖部分的基座部件中的熔化部分的面积+在叶尖堵头中的熔化部分的面积)。
对于具有比上述叶尖部分52的基座部件更好的焊接性能的、用于叶尖堵头56的部件，可以采用合金例如含有非常少的Al且不含Ti的镍基超级合金Inconel 625(Cr：21至23重量％，Mo：8至10重量％，其余为Ni，Inconel是InconelCorp.注册的商标)，相反，用于涡轮叶片主体51的部件通常采用镍基超级合金Inconel 738(Al：3.5重量％，Ti：3.2重量％，其余为Ni)。当在该镍基超级合金Inconel 625用于叶尖堵头56且稀释比为50％的情况下进行焊接操作时，焊接金属部分进入可能的焊接区域。这样，可以通过稀释用于涡轮叶片主体51的叶尖部分52以及叶尖堵头56的部件来防止固化裂纹。
在图6中表示了焊接金属部分的截面，其中，叶尖堵头56通过以50％稀释比进行对接焊操作而焊接到涡轮叶片主体51的叶尖部分52的孔55上，该涡轮叶片主体由Inconel 738制成，而叶尖堵头56采用镍基超级合金Inconel 625。这时，叶尖堵头56盖在形成于孔55上的伸出凸台部分55a上，并通过激光焊接操作而安装在该凸台部分55a上。在焊接金属部分的对接焊部分中有直径不超过0.25mm的小空隙p。即使产生裂纹，它也留在叶尖部分52的基座部件(孔55中的凸台部分55a)中，因此，在叶尖堵头56中不会产生裂纹。
在焊接部分的残余应力中，由叶尖部分52的基座部件的加热操作引起的、在热影响区域(下文中称为“HAZ”)中产生的熔融裂纹沿焊接方向较大。因此，这样的熔融裂纹相对于焊道沿径向产生。不过，熔融裂纹并不会逆着施加给叶尖堵头56的应力而生长。因此，在焊接金属中的强度比在叶尖中的强度更弱；这样，裂纹在焊接金属内出现。也就是，即使产生细小的HAZ裂纹时，这样的裂纹也不会影响涡轮叶片的整个结构的强度。
这里，为了限制该细小裂纹，在焊接操作过程中通过采用气冷结构或水冷结构来冷却涡轮叶片主体，以便补偿不充分的热容量。
                         实施例
在本发明的实施例中，在由MGA1400DS部件形成的涡轮叶片主体51的叶尖部分52上的孔55，通过以如图7A和7B所示方式进行YAG激光对接焊操作而由叶尖堵头56堵塞，该叶尖堵头56由镍基超级合金Inconel 625制成。该
实施例中的参数如下。
(叶尖部分52的规格)
用于形成叶尖部分52的部件：MGA1400DS
孔55的形状：椭圆形
(叶尖堵头56的参数)
用于形成叶尖堵头56的部件：镍基超级合金Inconel 625
叶尖堵头56的形状：椭圆形板
根据上述规格制成的叶尖堵头56放置在孔55的伸出凸台部分55a上，并以图7A(平面图)和7B(侧视图)所示方式安装到孔55上，以便测试疲劳强度。而且，激光对接焊操作在上述条件下进行。这里，焊接条件设置成上述优选条件。其余的参数如下。
(焊接条件参数)
焊接装置：通过装配0.6mm芯直径的SI光纤和80mm焦距的光学***而形成的装置，用于具有1.2kW输出功率的YAG激光振荡器。其它条件是，输出功率：800W，脉冲宽度：12.5ms，效率：50％，重复时间：40pps，散焦量Lf：-0.5mm，焊接速度：1.0m/min，输入热量：480J/cm。
如上所述，孔55通过进行激光对接焊操作而由叶尖堵头56堵塞。在该焊接部件中的疲劳强度以图7A和7B所示方法进行测试。在该疲劳强度试验中，测量了对于负载应力Δσ(kgf/mm2)的裂纹和穿透疲劳寿命Nf(循环)。
(试验参数)
试验温度：900
负载应力Δσ：30，33(kgf/mm2)
上述负载应力的负载频率：0.2至1Hz。
试验根据上述试验参数进行。在负载施加循环中测量对于负载应力Δσ(kgf/mm2)的裂纹和穿透疲劳寿命Nf(循环)。
图8中表示了相对于负载应力Δσ(kgf/mm2)的裂纹和穿透疲劳寿命Nf(循环)的曲线。
为了确定进行激光对接焊操作的本发明方法的效果，通过使用具有与上述规格相同规格的叶尖部分52和叶尖堵头56来进行TIG对接焊操作，从而通过由叶尖堵头56堵塞孔55而形成测试件。在相同条件下进行疲劳强度试验，结果如图8的曲线所示，以便对结果进行相互比较。
如图8清楚所示，对于任何负载应力Δσ(kgf/mm2)，通过进行本发明的激光对接焊方法而获得的裂纹和穿透疲劳寿命Nf(循环)都通过TIG焊接方法所获得的。此外，在本发明的激光对接焊方法中获得的裂纹和穿透疲劳寿命Nf(循环)，是通过TIG焊接方法获得的裂纹和穿透疲劳寿命Nf(循环)的三倍高。也就是，低循环疲劳(下文中称为“LCF”)寿命的特性提高到普通TIG焊接方法的三倍。
这里，在上述任何试验中，在裂纹和穿透疲劳寿命中产生裂纹的位置是在弧形弯曲R部分的顶端。
工业实用性
如上所述，在根据本发明用于堵塞形成于燃气轮机叶片的叶尖部分上的孔的方法中，在将叶尖堵头安装在孔上以及通过进行激光对接焊操作来堵塞该孔时，对各种因素进行优化设置，这些因素例如：用于形成叶尖堵头的部件、焊接条件、输入热量、激光束的散焦量、用于形成堵塞叶尖部分的叶尖堵头的部件的稀释比等。因此，可以简化焊接工序，还可以可靠防止在焊接金属中的固化裂纹和熔融裂纹。
还有，孔通过进行对接焊操作而由叶尖堵头堵塞；因此，沿拉动方向接受沿垂直于叶片主体纵向方向的方向的应力。因此，在上述条件下的强度将高于当在搭接焊方法中沿剪切方向接受与上述应力对应的应力时的强度。此外，可以将LCF疲劳寿命提高到普通TIG焊接方法的三倍。
还有，在根据本发明用于堵塞孔的方法中，使用了激光焊接操作。因此，可以通过自动装置来实现该方法，该自动装置例如有数字控制(下文中称为NC)装置的焊接装置。因此，可以在高效、高质量的情况下高精度地重复进行焊接处理。因此，能够增加产品产量，并提高生产效率。
另外，在根据本发明用于堵塞形成于燃气轮机叶尖部分上的孔的方法中，可以控制对接焊部分中的间距尺寸，相反，在普通情况下，因为搭接焊穿透堵头，因此有熔化深度变化的问题。
在搭接焊操作中，因为焊接部分的宽度近似相同，当堵头的厚度变化时，从结构观点看，难以调节焊接部分的强度。相反，在本发明中，当在对接焊操作中焊接部分的厚度较薄时，可以使熔化深度变薄，因此，可以达到很容易调节强度的效果。
还有，在搭接焊操作中，通过将堵头焊接在将安装该堵头的底板部分(因3中的55a)上而增强堵头；因此，重要的是合适控制该底板的厚度。在该底板中的厚度取决于在铸造叶片的工序中使用的芯的位置。也就是，问题是难以控制底板的厚度，因为该厚度可以变厚或变薄。相反，根据本发明对接焊方法，可以保持对接焊部分的强度，因此，并不需要控制底板的厚度。
在检查焊接部分的缺陷时，薄膜布置在叶片的外部，并从叶片内部发射X射线，因为在搭接焊操作中没有厚度差，因此不能通过X射线检查方法发现缺陷。但是，相反，根据本发明的对接焊操作方法，因为有厚度差，因此可以发现缺陷。因此，可以更容易保持燃气轮机叶片的性能，这样，从成本上看，它优于搭接焊操作时的情况。

Claims (7)

1.一种用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，包括以下步骤：
将叶尖堵头装入形成于涡轮叶尖上的孔中；
通过利用激光束在叶尖堵头和涡轮叶尖的抵接部分处进行对接焊；以及
堵塞该孔。
2.根据权利要求1所述的、用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中在孔和叶尖堵头之间的抵接部分中的间距不超过0.2mm。
3.根据权利要求1所述的、用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中叶尖堵头由Ni基超级合金Inconel 625部件制成。
4.根据权利要求1所述的、用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中对接焊的条件是例如：输出功率500至900W，脉冲宽度10至15ms，重复时间30至60pps，效率30至90％，速度0.5至1.3m/min，输入热量34至60kj/m。
5.根据权利要求1所述的、用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中在通过激光束将叶尖堵头焊接在孔上的对接焊操作中，激光束的散焦量为0至-1.0mm。
6.根据权利要求1所述的、用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的方法，其中：
激光束是YAG激光束；以及
氩气用作屏蔽气体。
7.一种用于堵塞在燃气轮机叶尖上的孔的对接焊装置，它通过根据权利要求1至6中任意一个所述的方法来操作。
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