RU2631231C1 - Method of obtaining blank of gas turbine engine blade for linear welding by friction - Google Patents
Method of obtaining blank of gas turbine engine blade for linear welding by friction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631231C1 RU2631231C1 RU2016147272A RU2016147272A RU2631231C1 RU 2631231 C1 RU2631231 C1 RU 2631231C1 RU 2016147272 A RU2016147272 A RU 2016147272A RU 2016147272 A RU2016147272 A RU 2016147272A RU 2631231 C1 RU2631231 C1 RU 2631231C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- welding
- shank
- protrusion
- stamping
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K3/00—Making engine or like machine parts not covered by sub-groups of B21K1/00; Making propellers or the like
- B21K3/04—Making engine or like machine parts not covered by sub-groups of B21K1/00; Making propellers or the like blades, e.g. for turbines; Upsetting of blade roots
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано при изготовлении моноколес, применяемых преимущественно в роторах газотурбинных двигателей.The invention relates to the aviation industry and can be used in the manufacture of monowheels, used mainly in the rotors of gas turbine engines.
Общеизвестно, что при изготовлении сварного моноколеса, представляющего собой моноблочный лопаточный диск с множеством лопаток, присоединенных к диску радиально, сначала формируют лопатку, имеющую выступ для соединения с диском, затем соединяют выступ лопатки с выступом диска посредством линейной сварки трением. Причем для удержания лопатки в машине при линейной сварке трением также необходим припуск на лопатке, формируемый над выступом для соединения ее с диском при сварке.It is well known that in the manufacture of a welded monowheel, which is a monoblock blade blade with many blades attached radially to the blade, a blade is first formed having a protrusion for connecting to the disk, then the blade protrusion is connected to the protrusion of the disk by linear friction welding. Moreover, to keep the blades in the machine during linear friction welding, an allowance on the blade is also required, which is formed above the protrusion for connecting it to the disk during welding.
Известны традиционные технологии производства лопаток, включающие в себя изготовление штамповкой заготовки лопатки с поэтапной закруткой профиля пера с припусками по перу и замку, с последующим удалением припусков обработкой резанием, электрофизическими и иными методами (Крымов В.В., Елисеев Ю.С., Зудин К.И. Производство лопаток газотурбинных двигателей. М., "Машиностроение / Машиностроение - Полет", 2002 г., стр. 66-100, 101-197).Known traditional technologies for the production of blades, including the stamping of a blank of a blade with a phased twist of the pen profile with allowances for the feather and the lock, followed by removal of allowances by cutting, electrophysical and other methods (Krymov V.V., Eliseev Yu.S., Zudin KI Production of blades of gas turbine engines. M., "Mechanical Engineering / Mechanical Engineering - Flight", 2002, pp. 66-100, 101-197).
Известно изготовление заготовки лопатки с припуском в корневой части пера лопатки, который необходим для захвата в сварочной машине (патенты US 5813593, В23К 20/12, опубл. 29.09.1998; US 5188275, В23К 20/12, опубл. 23.02.1993; US 5035411, В23К 20/12, опубл. 30.07.1991). Однако в известных решениях не указаны способы получения такого припуска, соответственно не известны их достоинства и недостатки.It is known to manufacture a blade blank with an allowance in the root of the blade pen, which is necessary for gripping in a welding machine (patents US 5813593, B23K 20/12, publ. 09/29/1998; US 5188275, V23K 20/12, publ. 23.02.1993; US 5035411, B23K 20/12, publ. 30.07.1991). However, the known solutions do not indicate methods for producing such an allowance; accordingly, their advantages and disadvantages are not known.
Известен способ изготовления блиска, содержащего множество лопаток, присоединенных к диску радиально, в котором формируют лопатку, имеющую выступ для соединения с диском, соединяют выступ лопатки с выступом диска посредством линейной сварки трением. Перед линейной сваркой трением лопатку зажимают в оснастке небольшим предварительным усилием зажатия, вводят в соприкосновение с диском и нагружают осевым сварочным усилием, после чего, не снижая приложенного сварочного усилия, лопатку закрепляют в оснастке полным усилием зажатия, при котором осуществляют линейную сварку трением лопатки и диска, причем полученную фиксацию лопатки сохраняют в течение всего процесса сварки. Лопатка содержит технологический припуск, предназначенный для ее закрепления в сварочной машине (патент RU 2496989, МПК F01D 5/34, В23K 20/12, опубл. 27.10.2013 г.).A known method of manufacturing blisk, containing many blades attached to the disk radially, in which form a blade having a protrusion for connection with the disk, connect the protrusion of the blade with the protrusion of the disk by linear friction welding. Before linear friction welding, the blade is clamped in a snap with a small preliminary clamping force, brought into contact with the disk and loaded with axial welding force, after which, without reducing the applied welding force, the blade is fixed in the snap with the full clamping force, in which linear friction welding of the blade and disk moreover, the resulting fixation of the blades is maintained throughout the entire welding process. The blade contains a technological allowance for fixing it in a welding machine (patent RU 2496989, IPC F01D 5/34, B23K 20/12, publ. 10.27.2013).
В известном решении не оговаривается способ получения такого припуска, но представленный в этом решении припуск прямоугольной формы при небольшом размере хорды лопатки и малой кривизне сечения лопатки может быть получен штамповкой за одну-две операции в штампах небольших габаритов. Однако при производстве широкохордных лопаток из-за их больших габаритов (длина может достигать 1,5 м при ширине более 0,5 м) и сложной геометрической формы с большой кривизной сечения лопатки реализация такого решения приводит к многократному росту трудоемкости из-за увеличения количества технологических операций и требует изготовления нескольких дорогостоящих штампов.The known solution does not specify a method for producing such an allowance, but the rectangular allowance presented in this solution with a small blade chord and a small curvature of the blade section can be obtained by stamping in one or two operations in small-size dies. However, in the production of wide-chordate blades due to their large dimensions (length can reach 1.5 m with a width of more than 0.5 m) and complex geometric shape with a large curvature of the cross section of the blade, the implementation of this solution leads to a multiple increase in labor intensity due to an increase in the number of technological operations and requires the manufacture of several expensive dies.
Известен способ изготовления лопаток газотурбинного двигателя, включающий получение заготовки лопатки изотермической штамповкой с образованием аэродинамического профиля в каждом сечении пера лопатки и образованием хвостовика с последующей обработкой (патент RU 403119, В21К 3/04, опубл. 20.07.2010). Способ принят за прототип.A known method of manufacturing the blades of a gas turbine engine, comprising obtaining a blade blank by isothermal stamping with the formation of an aerodynamic profile in each section of the blade feather and the formation of a shank with subsequent processing (patent RU 403119,
Недостатком способа является то, что образование аэродинамического профиля в каждом сечении пера лопатки и образование хвостовика осуществляют путем одновременной закрутки пера и хвостовика. При этом для обеспечения закрутки хвостовика в штампе его сечение минимизируют для получения бездефектного перехода от хвостовика к перу. Полученная таким образом геометрия хвостовика лопатки имеет недостаточное поперечное сечение для того, чтобы без пластической деформации выдержать усилия в сотни кН, которые необходимы для удержания широкохордной лопатки в машине при линейной сварке трением.The disadvantage of this method is that the formation of an aerodynamic profile in each section of the feather blade and the formation of the shank is carried out by simultaneously twisting the pen and shank. Moreover, to ensure the twist of the shank in the stamp, its cross section is minimized to obtain a flawless transition from the shank to the feather. The thus obtained geometry of the shank of the blade has an insufficient cross-section in order to withstand the forces of hundreds of kN without plastic deformation, which are necessary to hold the broad-chordled blade in the machine during linear friction welding.
Задача изобретения - сокращение трудоемкости и материалоемкости изготовления заготовок широкохордных лопаток, присоединяемых к диску линейной сваркой трением.The objective of the invention is to reduce the complexity and material consumption of the manufacture of blanks of broad-chordate blades attached to the disk by linear friction welding.
Технический результат - уменьшение количества переходов при штамповке заготовки лопатки за счет незначительной разницы поперечного сечения хвостовика и пера лопатки, отсутствие пластической деформации широкохордной лопатки при удержании ее в сварочной машине в процессе линейной сварки трением за счет увеличения поперечного сечения хвостовика, которое достигается присоединением накладок.EFFECT: reduced number of transitions during stamping of a blade blank due to an insignificant difference in the cross section of the shank and feather of the blade, the absence of plastic deformation of the broad chord blade while holding it in the welding machine during linear friction welding due to the increase in the cross section of the shank, which is achieved by joining the overlays.
Задача решается, а технический результат достигается способом получения заготовки лопатки газотурбинного двигателя штамповкой с образованием аэродинамического профиля в каждом сечении пера лопатки и образованием хвостовика с их последующей механической обработкой. В отличие от прототипа при штамповке заготовки лопатки хвостовик выполняют в виде выступа с замкнутым вокруг пера лопатки контуром, отстоящим от контура поперечного сечения пера лопатки на 1-5 мм, а после механической обработки хвостовика к нему посредством сварки присоединяют накладки, которые имеют сопрягаемые с выступом поверхности, сформированные также механической обработкой, при этом размер и форму накладок выбирают с обеспечением необходимого напуска для захвата и удержания лопатки в сварочной машине при линейной сварке трением.The problem is solved, and the technical result is achieved by the method of obtaining a blank of a gas turbine engine blade by stamping with the formation of an aerodynamic profile in each section of the blade feather and the formation of a shank with their subsequent mechanical processing. Unlike the prototype, when stamping the blade blanks, the shank is made in the form of a protrusion with a contour closed around the blade feather, 1-5 mm apart from the cross section of the blade feather, and after machining the shank, pads that have mating with the protrusion are attached to it surfaces formed also by machining, while the size and shape of the pads are chosen to provide the necessary overlap to capture and hold the blades in the welding machine during linear friction welding .
Согласно изобретению накладки присоединяют к выступу посредством диффузионной сварки.According to the invention, the pads are attached to the protrusion by diffusion welding.
Технический результат достигается благодаря следующему.The technical result is achieved due to the following.
В процессе штамповки формируют хвостовик в виде выступа, имеющего контур, замкнутый вокруг пера лопатки и отстоящий от него на 1-5 мм. При дальнейшем присоединении накладок сваркой такой выступ обеспечивает возможность формирования сварного шва за пределами контура лопатки, который после сварки лопатки с диском удаляют при окончательной механической обработке профиля лопатки. Формирование хвостовика в виде выступа с незначительной разницей поперечного сечения выступа и пера лопатки позволяет уменьшить количество переходов при штамповке заготовки лопатки.In the process of stamping, a shank is formed in the form of a protrusion having a contour closed around the feather of the blade and spaced 1-5 mm from it. With further attachment of the overlays by welding, such a protrusion makes it possible to form a weld outside the contour of the blade, which after welding the blade with the disk is removed during the final machining of the profile of the blade. The formation of a shank in the form of a protrusion with a slight difference in the cross section of the protrusion and the feather of the blade allows you to reduce the number of transitions when stamping the workpiece of the blade.
Накладки, присоединенные затем к хвостовику, образуют необходимый технологический припуск для удержания лопатки в сварочной машине в процессе приварки ее к диску линейной сваркой трением и увеличивают поперечное сечение хвостовика, что позволяет без пластической деформации лопатки выдержать усилия по удержанию ее в сварочной машине.The pads, which are then attached to the shank, form the necessary technological allowance for holding the blade in the welding machine during the process of welding it to the disk by linear friction welding and increase the cross section of the shank, which makes it possible to withstand the efforts to hold it in the welding machine without plastic deformation of the blade.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где проиллюстрирован заявляемый способ:The invention is illustrated by drawings, which illustrate the inventive method:
на фиг. 1 - схема сборки заготовки лопатки с накладками;in FIG. 1 - assembly diagram of a blade blank with overlays;
на фиг. 2 - заготовка лопатки с присоединенными накладками, образующими технологический припуск для захвата и удержания лопатки сварочной машиной.in FIG. 2 - a blade blank with attached overlays forming a technological allowance for gripping and holding the blade by a welding machine.
На чертежах обозначено: 1 - заготовка лопатки, 2 - хвостовик в виде выступа замкнутого контура, 3 - перо лопатки, 4 и 5 - накладки, 6 и 7 соответственно - сопрягаемые с выступом поверхности накладок.The drawings indicate: 1 - the workpiece of the blade, 2 - the shank in the form of a protrusion of the closed loop, 3 - feather blades, 4 and 5 - lining, 6 and 7, respectively - mating with the ledge of the surface of the lining.
Способ изготовления лопатки газотурбинного двигателя осуществляют следующим образом.A method of manufacturing a gas turbine engine blade is as follows.
Получают штамповкой заготовку лопатки 1, а хвостовик при этом выполняют в виде выступа 2 замкнутого вокруг пера лопатки контура, отстоящего от профиля пера 3 лопатки на 1-5 мм. После штамповки хвостовик заготовки лопатки механически обрабатывают для получения поверхностей, предназначенных для приварки накладок 4 и 5. Перо лопатки выполняют с аэродинамическим профилем в каждом сечении. После механической обработки поверхностей выступа 2 к нему присоединяют сформированные механической обработкой накладки 4 и 5. Накладки имеют сопрягаемые с выступом 2 поверхности 6 и 7, обеспечивающие их плотный контакт с выступом. При этом размер и форму накладок выбирают с обеспечением необходимого припуска для последующего захвата и удержания лопатки в машине для линейной сварки трением.Obtained by stamping the workpiece of the
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Получили после штамповки заготовку лопатки 1 из сплава ВТ-6 с выступом 2, контур которого отстоит от контура пера лопатки на 2-3 мм. После механической обработки разница контуров уменьшилась до 0,5-1 мм.After stamping, a blade blank 1 of VT-6 alloy with a
Сформировали накладки 4 и 5 толщиной 18 мм и длиной 340 мм, которые имели сопрягаемые с выступом поверхности 6 и 7. Накладки 4 и 5 присоединяли к выступу 2 диффузионной сваркой. Диффузионная сварка производилась на режиме: температура 1280 K, давление сжатия 4,9 МПа, время сварки 5 минут при вакууме 0,01 Па. Выступ 2 обеспечил отсутствие влияния сварного соединения на ту часть лопатки, которая остается после удаления механической обработкой припуска уже приваренной линейной сваркой трением лопатки. Накладки 4 и 5 образовали технологический припуск для захвата и удержания лопатки в машине при линейной сварке трением.Formed
Формирование в процессе штамповки хвостовика в виде выступа с незначительной разницей поперечного сечения выступа и пера лопатки позволяет уменьшить количество переходов при штамповке заготовки лопатки, а присоединенные затем накладки образуют технологический припуск и увеличивают поперечное сечение хвостовика, что позволяет без пластической деформации лопатки выдержать усилия по удержанию ее в сварочной машине в процессе линейной сварки трением.The formation of a shank in the form of a protrusion during the stamping process with a slight difference in the cross section of the protrusion and the feather of the blade helps to reduce the number of transitions when stamping the workpiece of the blade, and then the overlays form a technological allowance and increase the cross section of the shank, which allows it to withstand efforts to hold it without plastic deformation in a welding machine during linear friction welding.
Таким образом, изобретение позволяет сократить трудоемкость и материалоемкость изготовления заготовок лопаток, присоединяемых к диску линейной сваркой трением.Thus, the invention allows to reduce the complexity and material consumption of the manufacture of blanks of blades attached to the disk by linear friction welding.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147272A RU2631231C1 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Method of obtaining blank of gas turbine engine blade for linear welding by friction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147272A RU2631231C1 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Method of obtaining blank of gas turbine engine blade for linear welding by friction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2631231C1 true RU2631231C1 (en) | 2017-09-19 |
Family
ID=59893895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016147272A RU2631231C1 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Method of obtaining blank of gas turbine engine blade for linear welding by friction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2631231C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185248U1 (en) * | 2017-12-08 | 2018-11-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Device for linear friction welding of blisk |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5034411A (en) * | 1987-12-23 | 1991-07-23 | Aktiebolaget Hassle | Novel 4-cyanophenyl derivatives with action against cardiac arrhythmia |
US5813593A (en) * | 1996-11-15 | 1998-09-29 | General Electric Company | Translational friction welding apparatus and method |
RU2371587C2 (en) * | 2004-05-17 | 2009-10-27 | Снекма | Method of assembling integral bladed disks and device to dampen blades of above disks |
RU2403119C2 (en) * | 2009-01-11 | 2010-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Method to produce gas turbine engine vanes |
RU2496989C1 (en) * | 2012-07-16 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of linear friction welding of vanes with disc to make blisk |
-
2016
- 2016-12-01 RU RU2016147272A patent/RU2631231C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5034411A (en) * | 1987-12-23 | 1991-07-23 | Aktiebolaget Hassle | Novel 4-cyanophenyl derivatives with action against cardiac arrhythmia |
US5813593A (en) * | 1996-11-15 | 1998-09-29 | General Electric Company | Translational friction welding apparatus and method |
RU2371587C2 (en) * | 2004-05-17 | 2009-10-27 | Снекма | Method of assembling integral bladed disks and device to dampen blades of above disks |
RU2403119C2 (en) * | 2009-01-11 | 2010-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Method to produce gas turbine engine vanes |
RU2496989C1 (en) * | 2012-07-16 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of linear friction welding of vanes with disc to make blisk |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185248U1 (en) * | 2017-12-08 | 2018-11-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Device for linear friction welding of blisk |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102626848B (en) | Processing method of flexible nozzle thin-wall dual-spherical reinforcing part and device thereof | |
CN108381122B (en) | A kind of process using annular forging piece processing burner inner liner floating wall tile fragment | |
EP0468221A2 (en) | Method of making hollow articles | |
US10119547B2 (en) | Housing device for a compressor stage of a compressor device that is embodied with multiple stages and method for manufacturing a housing device | |
US10738625B2 (en) | Bladed disc and method of manufacturing the same | |
US20110198390A1 (en) | Method for producing or repairing integrally bladed gas turbine rotors | |
US3588980A (en) | Method for making a contoured article | |
US9114480B2 (en) | Methods for joining a monocrystalline part to a polycrystalline part by means of an adapter piece made of polycrystalline material | |
CN103619507A (en) | Piston for an internal combustion engine and method for producing same | |
RU2631231C1 (en) | Method of obtaining blank of gas turbine engine blade for linear welding by friction | |
CN104551380A (en) | Integral blade disc and manufacturing method thereof | |
US20070181539A1 (en) | Apparatus and method for joining a rotor blade to a rotor mount of a gas turbine rotor | |
US7900351B2 (en) | Method for the production of gas turbine rotors having integrated blading | |
RU2010144476A (en) | THE IMPROVED METHOD FOR PRODUCING THE WHOLE ROTOR OF THE TYPE "BLISK" WITH THE AUXILIARY SUPPORT RING FOR THE BLADES LOCATED AT THE RANGE OF THEIR EDGES | |
RU2013156244A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING MONOBLOCK PARTS FOR A TURBO MACHINE USING DIFFUSION WELDING | |
CN112496685A (en) | Manufacturing method of blisk | |
US9102003B2 (en) | Method for joining components | |
JP5198366B2 (en) | Manufacturing method of steel pipe for threaded piping | |
US10858945B2 (en) | Apparatus and method for selective bonding to form hollow components | |
US20190022739A1 (en) | Piston Having Three Ring Grooves And A Further Groove Having A Joint | |
US9765632B2 (en) | Process for producing a TiAl guide vane ring for a gas turbine and a corresponding guide vane ring | |
Kuhfuss et al. | Process chains in microforming technology using scaling effects | |
CN115488342A (en) | Dissimilar metal blisk equal-material-increasing short-process preparation method | |
RU2019128112A (en) | METHOD FOR PRODUCING PARTS FROM ALLOYS OF METALS OF COMPLEX SHAPE | |
KR101939838B1 (en) | Method of producing turbine blade |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181202 |
|
HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20210218 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210427 |