EP3317043A1 - Reparatur von bauteil mit vorhandenen rissen und bauteil - Google Patents

Reparatur von bauteil mit vorhandenen rissen und bauteil

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EP3317043A1
EP3317043A1 EP16767197.3A EP16767197A EP3317043A1 EP 3317043 A1 EP3317043 A1 EP 3317043A1 EP 16767197 A EP16767197 A EP 16767197A EP 3317043 A1 EP3317043 A1 EP 3317043A1
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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    • B23K2101/001—Turbines

Definitions

  • the invention relates to a method for repairing components in which cracks in the component are permitted during the repair and a component produced in this way.
  • the invention relates to a repair of components with a filler metal. Due to a maximum possible acceptance depth of a side surface of the component, not all components can be welded to the side surfaces.
  • the object is achieved by a method according to claim 1 and a component according to claim 2.
  • FIG. 1 shows a component to be repaired
  • FIG. 2 shows a partially or completely repaired component with a corresponding device.
  • FIGURE shows a component 1 'to be repaired.
  • the component 1 'to be repaired has a substrate 4.
  • the substrate 4 is preferably metallic, and more particularly on a nickel- or cobalt-based superalloy, as used for high temperature components such as turbine blades.
  • the substrate 4 has cracks 10 in a region 9 of a surface or site to be repaired 11. Material is to be applied above the cracks 10 and around the cracks 10 in order to produce a build-up area 7, so that the component 1 'again reaches its original contour.
  • FIG. 2 shows a repaired component and a device for repair.
  • the build-up area 7 is restored by build-up welding.
  • the build-up welding is preferably carried out by laser deposition welding.
  • a brazing material 25 is applied locally, in particular by the same application device 31.
  • the brazing material 25 has an at least 10K lower melting temperature than the material of the substrate 4 and / or a filler metal 22.
  • the filler metal 22 corresponds to or resembles the material of the substrate 4, but may also be significantly different.
  • the brazing material 25 is applied over a large area 13 only in the area 9 of the cracks 10, but does not reach the outer areas 15 ⁇ , 15 "of the building area 7.
  • the Lottechnikstoff 25 is only one layerdialt conditions.
  • the welding filler material 22 is applied over the applied solder material 25 and around the solder material 25.
  • the filler metal 22 may be the same or similar to the material of the substrate 4 ', but is different from the solder 25.
  • the brazing material 25 may have melting point depressants such as boron (B), silicon (Si) or increased proportions of titanium (Ti), which also lead to melting point depression.
  • melting point depressants such as boron (B), silicon (Si) or increased proportions of titanium (Ti), which also lead to melting point depression.
  • both the substrate and filler metal 22 and brazing material 25 are nickel or cobalt based and have substantially or the same alloying constituents as the material of the substrate 4.
  • the repaired component 1 has a Area 13 with brazing material 25, which is also located in the cracks 10, which is completely surrounded by the substrate 4 and the build-up weld 14 from the welding filler 22.
  • a final soldering heat treatment is performed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
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Abstract

Durch den lokalen Auftrag von Lotwerkstoff (25) auf einem zu reparierenden Bereich (7) und umgebenden Schweißzusatzwerkstoff, können Bauteile mit Rissen (10) einfacher repariert werden.

Description

Reparatur von Bauteil mit vorhandenen Rissen und Bauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur von Bauteilen, bei der während der Reparatur Risse im Bauteil zuge- lassen werden sowie ein solch hergestelltes Bauteil.
Die Erfindungsmeldung betrifft eine Reparatur von Bauteilen mit einem Schweißzusatzwerkstoff. Aufgrund einer maximal möglichen Abnahmetiefe einer Seitenfläche des Bauteils können nicht alle Bauteile an den Seitenflächen geschweißt werden.
Vor einem Schweißprozess werden Bauteile an den Seitenflächen mittels FPI auf Risse hin überprüft. Verbleiben bei einer maximal möglichen Abnahmetiefe Restanzeigen beim FPI in der Plattformseitenfläche so ist das Bauteil Ausschuss.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen .
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Bauteil gemäß Anspruch 2.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.
Die Figur 1 zeigt ein zu reparierendes Bauteil, die Figur 2 zeigt ein teilweise odervollständiges repariertes Bauteil mit entsprechender Vorrich- tung.
Die Figuren und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Die Figur zeigt ein zu reparierendes Bauteil 1'.
Das zu reparierende Bauteil 1' weist ein Substrat 4 auf. Das Substrat 4 ist vorzugsweise metallisch und insbesondere auf einer nickel- oder kobaltbasierten Superlegierung, wie sie für Hochtemperaturbauteile wie Turbinenschaufeln verwendet werden.
Das Substrat 4 weist in einem Bereich 9 einer Oberfläche oder zu reparierenden Stelle 11 Risse 10 auf. Oberhalb der Risse 10 und um die Risse 10 herum soll Material aufgetragen werden, um einen Aufbaubereich 7 zu erzeugen, damit das Bauteil 1' wieder seine ursprüngliche Kontur erreicht.
Die Figur 2 zeigt ein repariertes Bauteil und eine Vorrichtung zur Reparatur .
Der Aufbaubereich 7 wird durch Auftragsschweißen wieder hergestellt .
Das Auftragsschweißen erfolgt vorzugsweise durch Laserauftragsschweißen . Im Bereich 9 der Risse 10 wird lokal ein Lotwerkstoff 25 aufgetragen, insbesondere durch dieselbe Auftragsvorrichtung 31.
Der Lotwerkstoff 25 weist gegenüber dem Material des Substrats 4 und/oder einem Schweißzusatzwerkstoff 22 eine um mindestens 10K niedrigere Schmelztemperatur auf.
Der Schweißzusatzwerkstoff 22 entspricht dem Material des Substrats 4 oder ähnelt diesem, kann aber auch deutlich verschieden sein.
Der Lotwerkstoff 25 wird nur im Bereich 9 der Risse 10 großflächig 13 aufgetragen, erreicht aber nicht die Außenbereiche 15 λ, 15" des Aufbaubereichs 7.
Vorzugsweise wird der Lotwerkstoff 25 nur einlagig aufget gen . Über den aufgetragenen Lotwerkstoff 25 und um den Lotwerkstoff 25 herum wird der Schweißzusatzwerkstoff 22 aufgetragen . Der Schweißzusatzwerkstoff 22 kann dem Material des Substrats 4' entsprechen oder derselbe bzw. ähnlich sein, ist aber vom Lotwerkstoff 25 verschieden.
Der Lotwerkstoff 25 kann Schmelzpunkterniedriger wie Bor (B) , Silizium (Si) oder erhöhte Anteile von Titan (Ti) , die ebenfalls zur Schmelzpunkterniedrigung führen, aufweisen.
Bei Turbinenschaufeln, die aus einer nickel- oder kobaltbasierten Superlegierung bestehen sind sowohl das Substrat wie auch der Schweißzusatzwerkstoff 22 und der Lotwerkstoff 25 nickel- oder kobaltbasiert und weisen großenteils oder die gleichen Legierungsbestandteile auf wie das Material des Substrats 4. Das reparierte Bauteil 1 weist einen Bereich 13 mit Lotwerkstoff 25 auf, der sich auch in den Rissen 10 befindet, der vollständig vom Substrat 4 und der Auftragsschweißung 14 aus dem Schweißzusatzwerkstoff 22 umgeben ist. Vorzugsweise wird eine abschließende Lötwärmebehandlung durchgeführt .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren
zur Reparatur eines beschädigten Bauteils (IM,
wobei das Bauteil (IM ein Substrat (4) mit Rissen (10) aufweist ,
wobei zumindest in einem Bereich (9) eines Aufbaubereichs (7) ,
der die Risse (10) aufweist,
Material aufgetragen werden soll,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest in dem Bereich (9) der Risse (10) ein Lotwerkstoff (25) aufgetragen wird und
in den anderen Bereichen des Aufbaubereichs (7) ein
Schweißzusatzwerkstoff (22),
wobei der Lotwerkstoff (25) gegenüber dem Material des Substrats (4) und dem Schweißzusatzwerkstoff (22) einen um mindestens 10K niedrigeren Schmelzpunkt aufweist.
2. Bauteil (1) ,
insbesondere hergestellt nach Anspruch 1,
bei dem in einem Aufbaubereich (7) sowohl ein Lotwerkstoff (25) als auch ein Schweißzusatzwerkstoff (22) vorhanden ist,
wobei der Lotwerkstoff (25) zumindest in Rissen (10) vorhanden ist,
wobei der Lotwerkstoff (25) gegenüber dem Material des Substrats (4) und/oder dem Schweißzusatzwerkstoff (22) einen um mindestens 10K niedrigeren Schmelzpunkt aufweist.
3. Verfahren oder Bauteil nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem das Material des Substrats (4) , des Schweißzusatz- werkstoff (22) und des Lotwerkstoffs (25) auf einer nickel- oder kobaltbasierten Superlegierung basieren. Verfahren oder Bauteil nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Lotwerkstoff (25) nur einlagig aufgetragen wird oder ist.
Verfahren oder Bauteil nach oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4,
bei dem der Lotwerkstoff (25) in einer Ebene immer von einem Schweißzusatzwerkstoff (22) umgeben wird oder ist, insbesondere vollständig umgeben wird oder ist.
Verfahren oder Bauteil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5,
bei dem der Schweißzusatzwerkstoff (22) zumindest einlagig über den Lotwerkstoff (25) aufgetragen wird oder ist.
Verfahren oder Bauteil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6,
bei dem der Lotwerkstoff (22) nur in dem Bereich (9) mit den Rissen (10) vorhanden ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7,
bei dem der Lotwerkstoff (25) und der Schweißzusatzwerkstoff (22) durch dieselbe Auftragsvorrichtung (19) aufgetragen werden.
Verfahren oder Bauteil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8,
bei dem eine Wärmebehandlung durchgeführt wird oder ist.
EP16767197.3A 2015-10-07 2016-09-12 Reparatur von bauteil mit vorhandenen rissen und bauteil Withdrawn EP3317043A1 (de)

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