[发明专利]用于闭合燃气涡轮的叶片上的孔口的方法

说明书

本发明涉及用于闭合燃气涡轮的叶片上的孔口的方法，其中燃气涡轮的叶片包括具有顶面和底面的末端，孔口形成在叶片的末端上，且孔口包括周缘，该方法包括以下步骤：以借助于钨极惰性气体(TIG)焊接过程形成的焊接部来闭合孔口，而没有插入件置于孔口中。利用本发明的技术方案，其提供了简单且成本效益合算的方案来闭合叶片的末端上的孔口，而无需通常使用的“信箱”、插入件、末梢帽等。鉴于此，闭合孔口的过程可被简化，且可降低引发的成本。此外，防止了叶片的过早故障。

技术领域

本发明涉及一种燃气涡轮，具体涉及一种燃气涡轮的叶片，更具体地涉及一种用于闭合燃气涡轮的叶片上的孔口的方法。

背景技术

燃气涡轮的叶片包括根部、平台和翼型件。大体上，燃气涡轮的叶片以较高的速度和温度操作。因此，优选的是形成具有相对较薄、凸形和凹形的侧壁的叶片，其具有用于冷却叶片的侧壁的多个内部冷却通路。为了改善冷却效率，内部冷却通路设计成结构复杂。

考虑到叶片和复杂的内部冷却通路的关键的空气动力形状，通常采用铸造过程来制造叶片，其中陶瓷核芯或玻璃核芯置于模具中来形成内部冷却通路。结果，在铸造过程完成时，因为核芯必须从叶片的末端延伸来用于处理和定位，故留下了一个或多个孔口。然后，需要密封叶片的末端上的孔口，以免叶片操作期间冷却流体泄漏。通常，孔口借助于硬钎焊板密封，所谓的信箱。

US6984801中公开了一种用于塞住燃气涡轮叶片的末梢上的孔的方法，其包括以下步骤：将末梢塞配合在形成于涡轮叶片的末梢上的孔中，以提供末梢塞与涡轮叶片的末梢之间的对接区段；通过使用激光束来在末梢塞与涡轮叶片的末梢之间的对接区段处执行对接焊接；以及塞住孔。

US20040060964A1中公开了一种涡轮叶片闭合系统，其包括闭合部件，闭合部件能够在中空铸件涡轮叶片中的孔口中摩擦焊接，以防止冷却流体从涡轮叶片中的内部腔逸出。本文献中还公开了闭合部件的不同形状和对孔口的对应处理。

US20070258825A1中公开了一种制造涡轮叶片的方法，其包括(a)在相对端处支承涡轮叶片内部核芯支承件，使得涡轮叶片的径向内端和径向外端在铸造期间保持开启；(b)铸造包括翼型件部分的叶片，其中翼型件部分的径向外缘相对于水平线倾斜；(c)加工翼型件部分的径向外缘以在翼型件部分中的径向外开口周围形成外周肩部；以及(d)使末梢帽就坐于外周肩部上，且将末梢帽固定(如焊接)到叶片的翼型件部分上。

从上述参考文件中可以看出的是，在离开铸造过程的叶片的末端上的孔口的闭合中，在所有其方案中都采用了末梢帽或类似部件。末梢帽可使密封叶片的末端上的孔口的整个过程复杂化，以致于使过程周期延长。还已知的是，如此焊接到叶片的末端上的末梢帽可导致燃气涡轮的操作期间的过早故障，这可导致较长的停机时间来用于维护和修理，因此引起较大的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于闭合叶片的末端上的孔口的方法，其可消除或至少减轻上述的问题。

该目的通过一种用于闭合燃气涡轮的叶片上的孔口的方法来达到，其中燃气涡轮的叶片包括具有顶面和底面的末端，孔口形成在叶片的末端上，且孔口包括周缘，该方法包括以下步骤：以借助于钨极惰性气体(TIG)焊接过程形成的焊接部来闭合孔口，而没有插入件置于孔口中。

根据本发明的一个可能的实施例，TIG过程沿孔口的周缘执行。

根据本发明的一个可能的实施例，TIG过程通过堆焊来执行。

根据本发明的一个可能的实施例，由TIG过程形成的焊接部分别在叶片的末梢的顶面和底面上延伸。

根据本发明的一个可能的实施例，该方法还包括在闭合步骤之前的以下步骤：清洁孔口的周缘和由TIG过程影响的孔口的周缘近侧的部分。