FR2978078A1

FR2978078A1 - METHOD FOR FASTENING A METALLIC ELEMENT ON A MONOCRYSTALLINE METAL ALLOY PART OF TURBOMACHINE

Info

Publication number: FR2978078A1
Application number: FR1156708A
Authority: FR
Inventors: Sandra Nara; Christophe Jehn; Maxime Francois Roger Carlin
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2013-01-25
Anticipated expiration: 2031-07-22
Also published as: FR2978078B1

Abstract

Procédé de fixation d'un élément métallique (32) sur une surface (28) d'une pièce (10) en alliage métallique monocristallin de turbomachine, l'élément étant par exemple une plaquette recouvrant le débouché d'un canal interne de la pièce, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de soudage laser à clin du ou des bords périphériques de la plaquette, le faisceau laser étant déplacé autour de la plaquette pour former un cordon de soudure (38) à clin par fusion des matériaux de la plaquette et de la pièce sans apport de matériau.Method of fixing a metal element (32) on a surface (28) of a piece (10) of turbomachine monocrystalline metal alloy, the element being for example a plate covering the outlet of an internal channel of the part , characterized in that it comprises a step of laser welding the one or more peripheral edges of the wafer, the laser beam being displaced around the wafer to form a weld seam (38) by merging the materials of the wafer and the piece without adding material.

Description

Procédé de fixation d'un élément métallique sur une pièce en alliage métallique monocristallin de turbomachine Method of fixing a metal element on a piece of turbomachine monocrystalline metal alloy

La présente invention concerne un procédé de fixation d'un élément métallique sur une pièce en alliage métallique monocristallin de turbomachine, telle qu'une aube de rotor pour une turbine de turbomachine. Une aube de rotor de ce type comprend une pale raccordée par une plate-forme à un pied du type en queue d'aronde, en sapin ou analogue, destiné à être inséré dans une rainure de forme complémentaire d'un disque de rotor de la turbine. L'aube de rotor comprend des canaux internes de circulation d'air de refroidissement, formés lors de la réalisation de l'aube de fonderie au moyen d'un noyau céramique autour duquel est coulé un alliage métallique en fusion. Ce noyau traverse une surface plane radialement interne du pied d'aube. Après refroidissement du matériau de coulée, le noyau céramique est retiré ou éliminé (par exemple par dissolution chimique), ce qui laisse libres des ouvertures sur la surface précitée du pied d'aube. Ces ouvertures communiquent avec les canaux internes de l'aube et peuvent servir à l'alimentation de ces canaux en air de refroidissement. Cependant, elles ont des formes et des dimensions variables qui ne permettent pas d'optimiser le débit d'air d'alimentation des canaux de l'aube. On a déjà proposé de fixer au moins une plaquette ou une pastille de calibration sur cette surface pour limiter et contrôler le débit d'air d'alimentation des canaux de l'aube à travers les ouvertures précitées. The present invention relates to a method for fixing a metal element on a piece of turbomachine monocrystalline metal alloy, such as a rotor blade for a turbomachine turbine. A rotor blade of this type comprises a blade connected by a platform to a dovetail type foot, fir or the like, intended to be inserted in a groove of complementary shape of a rotor disc of the turbine. The rotor blade includes internal cooling air circulation channels formed during the production of the casting blade by means of a ceramic core around which a molten metal alloy is cast. This core passes through a flat radially inner surface of the blade root. After cooling the casting material, the ceramic core is removed or removed (for example by chemical dissolution), leaving free openings on the aforementioned surface of the blade root. These openings communicate with the internal channels of the blade and can be used to supply these channels with cooling air. However, they have varying shapes and sizes that do not optimize the supply air flow of the dawn channels. It has already been proposed to fix at least one wafer or a calibration pad on this surface to limit and control the supply air flow rate of the vane channels through the aforementioned openings.

La pastille a une forme générale circulaire et est destinée à recouvrir une des ouvertures précitées de la surface du pied d'aube pour l'obturer et empêcher ainsi l'air de pénétrer dans les canaux de l'aube à travers cette ouverture. Deux pastilles ou plus peuvent être fixées sur la surface précitée du pied d'aube. The pellet has a generally circular shape and is intended to cover one of the aforementioned openings of the surface of the blade root to seal it and thus prevent air from entering the channels of the blade through this opening. Two or more pellets may be attached to the aforementioned surface of the blade root.

La plaquette a une forme générale parallélépipédique et est destinée à recouvrir la quasi-totalité de la surface du pied d'aube. Elle comporte des orifices calibrés, c'est-à-dire ayant chacun une forme et des dimensions précises, qui communiquent chacun avec une des ouvertures de la surface du pied d'aube. Certaines des ouvertures de cette surface sont bouchées par la plaquette, et les autres communiquent avec les orifices calibrés de la plaquette. Dans la technique actuelle, chaque plaquette ou pastille est fixée par brasage sur la surface précitée du pied d'aube, cette opération de brasage consistant pour l'essentiel à déposer un métal d'apport entre la plaquette ou la pastille et la surface du pied d'aube, puis à placer l'ensemble dans un four porté à une température suffisante pour provoquer la fusion du métal d'apport. L'étape de brasage est précédée d'une étape de dégraissage et de décontamination mécanique de la pièce, d'une étape de pointage de la plaquette ou pastille, et d'une étape de dépôt d'un produit anti-étalement autour de la plaquette ou pastille. Le pointage est réalisé manuellement par décharge d'un condensateur électrique et permet d'immobiliser la plaquette ou pastille sur la surface du pied d'aube. Le produit anti-étalement est déposé manuellement et a pour rôle d'éviter toute coulure de la brasure. L'étape de brasage est suivie d'une étape de retrait du produit anti- étalement, d'une étape de contrôle visuel de la pièce, et d'une étape de revenu à haute température de la pièce pour améliorer les caractéristiques du matériau de la pièce. Le brasage d'une plaquette ou d'une pastille sur une surface d'un pied d'aube de rotor est donc une opération longue et complexe et coûteuse à réaliser. De plus, la répétabilité des cordons de brasure n'est pas très bonne du fait de la réalisation manuelle de certaines des étapes précitées. Par ailleurs, une aube de rotor est en général réalisée dans un alliage métallique monocristallin qui est un matériau réputé non soudable ou très difficilement soudable car des défauts métallurgiques tels que des criques peuvent apparaître lors du soudage de ce matériau et de la formation des cordons de soudure. Il existe donc un préjugé technique dans ce domaine, selon lequel il ne serait pas possible de fixer une plaquette ou une pastille du type précité sur une aube de rotor en alliage métallique monocristallin sans créer de défauts métallurgiques dans cet alliage. Ces défauts métallurgiques réduisent la durée de vie de l'aube et obligent donc à mettre au rebut une aube comportant de tels défauts. L'invention a notamment pour but de proposer une solution simple, efficace et économique à ce problème. Elle propose à cet effet un procédé de fixation d'un élément métallique sur une pièce en alliage métallique monocristallin de turbomachine, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de soudage laser à clin du ou des bords périphériques de l'élément métallique, le faisceau laser étant déplacé autour de cet élément pour former un cordon de soudure à clin par fusion des matériaux de l'élément et de la pièce sans apport de matériau. Selon l'invention, l'élément métallique est donc fixé sur la surface de la pièce par soudage au laser, l'opération de soudage au laser étant moins longue et moins coûteuse que l'opération de brasage de la technique antérieure. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, on économise 15 euros sur le coût du procédé de fixation d'une plaquette sur une aube de rotor, et un gain de 3 jours sur le cycle de production de cette aube. L'invention permet de fixer un élément métallique sur une pièce réalisée dans un matériau réputé non soudable ou difficilement soudable, tel qu'un alliage monocristallin, par exemple à base de nickel tel qu'un alliage AMI, et ce sans risque de génération de défauts métallurgiques (tels que des grains recristallisés ou des criques). Un alliage du type AMI a typiquement la composition suivante : Ni (base), Cr (7,50/0), Co (6,50/0), Mo (20/0), Ta (80/0), W (5,50/0), Ti (1,20/0), Al (5,30/0) et C «0,010/0) et a une température de fusion de l'ordre de 1300°C. The wafer has a generally parallelepipedal shape and is intended to cover almost the entire surface of the blade root. It comprises calibrated orifices, that is to say each having a shape and precise dimensions, which each communicate with one of the openings of the surface of the blade root. Some of the openings of this surface are blocked by the wafer, and the others communicate with the calibrated orifices of the wafer. In the present art, each wafer or wafer is soldered to the aforementioned surface of the blade root, this brazing operation consisting essentially of depositing a filler metal between the wafer or wafer and the surface of the foot. dawn, then to place the assembly in an oven heated to a temperature sufficient to cause the fusion of the filler metal. The soldering step is preceded by a step of degreasing and mechanically decontaminating the workpiece, a step of pointing the wafer or wafer, and a step of depositing an anti-spreading product around the wafer or pellet. The pointing is done manually by discharging an electric capacitor and makes it possible to immobilize the wafer or tablet on the surface of the blade root. The anti-spreading product is deposited manually and its role is to prevent any sagging of the solder. The brazing step is followed by a step of removing the anti-spreading product, a visual inspection step of the workpiece, and a step of returning the workpiece to a high temperature to improve the characteristics of the workpiece material. the room. Brazing a wafer or pellet on a surface of a rotor blade root is a long and complex operation and expensive to achieve. In addition, the repeatability of the solder cords is not very good because of the manual completion of some of the above steps. Moreover, a rotor blade is generally made of a monocrystalline metal alloy which is a material which is known to be non-weldable or very difficult to weld because metallurgical defects such as cracks can appear during the welding of this material and the formation of the cords. welding. There is therefore a technical prejudice in this field, according to which it would not be possible to fix a wafer or a pellet of the aforementioned type on a rotor blade of monocrystalline metal alloy without creating metallurgical defects in this alloy. These metallurgical defects reduce the durability of the dawn and thus force to scrap a dawn with such defects. The object of the invention is in particular to propose a simple, effective and economical solution to this problem. It proposes for this purpose a method of fixing a metal element on a piece of turbomachine monocrystalline metal alloy, characterized in that it comprises a step of laser welding clapboard or peripheral edges of the metal element, the laser beam being moved around this element to form a melt-welded weld seam of the materials of the element and the workpiece without the addition of material. According to the invention, the metal element is thus fixed on the surface of the workpiece by laser welding, the laser welding operation being shorter and less expensive than the brazing operation of the prior art. In an exemplary implementation of the invention, saving 15 euros on the cost of the method of fixing a wafer on a rotor blade, and a gain of 3 days on the production cycle of this blade. The invention makes it possible to fix a metal element on a part made of a material that is deemed non-weldable or difficult to weld, such as a monocrystalline alloy, for example a nickel-based alloy such as an AMI alloy, and this without the risk of generating metallurgical defects (such as recrystallized grains or cracks). An AMI type alloy typically has the following composition: Ni (base), Cr (7.50 / 0), Co (6.50 / 0), Mo (20/0), Ta (80/0), W ( 5.50 / 0), Ti (1.20 / 0), Al (5.30 / 0) and C "0.010 / 0) and has a melting temperature of the order of 1300 ° C.

Le soudage est de préférence réalisé au moyen d'un laser à fibre. Un laser à fibre comprend une fibre optique dopée avec des ions de terres rares. La longueur d'onde du laser dépend de la nature de ces ions et est par exemple de l'ordre de 1 nm. Le soudage laser à fibre présente de nombreux avantages par rapport au soudage laser au CO2 ou YAG, notamment en termes de compacité et donc d'encombrement des moyens de génération du faisceau laser, de simplicité des moyens de refroidissement (à air) de la source du faisceau laser, de durée de vie de cette source, etc. The welding is preferably performed by means of a fiber laser. A fiber laser comprises an optical fiber doped with rare earth ions. The wavelength of the laser depends on the nature of these ions and is for example of the order of 1 nm. Fiber laser welding has many advantages over laser welding with CO2 or YAG, in particular in terms of compactness and therefore bulk of the means for generating the laser beam, simplicity of cooling means (air) of the source laser beam, life of this source, etc.

L'élément métallique peut être une plaquette ou une pastille ayant une épaisseur inférieure à 1 mm, et qui est de préférence comprise entre 0,3 et 0,7mm, et par exemple de l'ordre de 0,5mm. Compte tenu de l'épaisseur relativement faible de la plaquette ou pastille, la puissance du laser peut être relativement faible. La puissance d'un laser à fibre est en général inférieure à 1 kW, et de préférence inférieure ou égale à 500W. Les paramètres du laser pour le soudage à clin d'une plaquette ou pastille précitée sont avantageusement : une puissance comprise entre 100 et 400W, une vitesse de déplacement du faisceau laser comprise entre 20 et 40mm/s et une focalisation du faisceau laser de +1,5 à +4mm. Le faisceau présente une tache focale dont le diamètre est compris entre 8 et 14µm, de préférence entre 9 et 13µm, plus préférentiellement entre 10 et 12µm, et par exemple de 11µm. Lors de la formation du cordon de soudure, le spot du faisceau laser est positionné de sorte que la moitié de sa section soit située sur la pièce et que la moitié restante de sa section soit située sur la plaquette ou la pastille. Le cordon de soudure à clin ou à recouvrement s'étend le long du ou des bords périphériques de la plaquette ou de la pastille. Dans le cas où une pastille est fixée sur la surface de la pièce, cette pastille est destinée à recouvrir le débouché d'un canal interne de la pièce afin de l'obturer. Le cordon de soudure à clin s'étend alors autour du débouché du canal de la pièce. La pastille peut avoir un diamètre de quelques millimètres (le diamètre peut être entre 5 et 6mm, et par exemple de l'ordre de 5,4mm). Dans le cas où une plaquette est fixée sur la surface de la pièce, cette plaquette comprend des orifices calibrés de passage d'air et est disposée sur la surface de la pièce de sorte que chacun de ses orifices calibrés communique avec le débouché d'un canal interne de la pièce, le cordon de soudure à clin entourant alors l'ensemble de ces débouchés. Cette plaquette peut avoir une forme rectangulaire allongée, le cordon de soudure à clin comprenant deux portions longitudinales parallèles s'étendant le long des grands côtés de la plaquette, et deux portions transversales s'étendant le long des petits côtés de la plaquette. La plaquette peut avoir une longueur comprise entre 20 et 40mm, et par exemple de l'ordre de 28mm, et une largeur comprise entre 2 et 10mm, et par exemple de l'ordre de 5mm. The metal element may be a wafer or a wafer having a thickness of less than 1 mm, and which is preferably between 0.3 and 0.7 mm, and for example of the order of 0.5 mm. Given the relatively small thickness of the wafer or tablet, the power of the laser can be relatively low. The power of a fiber laser is generally less than 1 kW, and preferably less than or equal to 500 W. The parameters of the laser for the spot welding of a wafer or pellet above are advantageously: a power of between 100 and 400W, a laser beam displacement speed of between 20 and 40 mm / s and a focusing of the laser beam of +1 , 5 to + 4mm. The beam has a focal spot whose diameter is between 8 and 14 .mu.m, preferably between 9 and 13 .mu.m, more preferably between 10 and 12 .mu.m, and for example 11 .mu.m. When forming the weld bead, the spot of the laser beam is positioned so that half of its section is located on the workpiece and the remaining half of its section is located on the wafer or wafer. The clap or lap weld seam extends along the peripheral edge (s) of the wafer or wafer. In the case where a pellet is fixed on the surface of the part, this pellet is intended to cover the outlet of an internal channel of the part to seal it. The clapboard weld bead then extends around the outlet of the coin channel. The pellet may have a diameter of a few millimeters (the diameter may be between 5 and 6 mm, and for example of the order of 5.4 mm). In the case where a wafer is fixed on the surface of the workpiece, this wafer comprises calibrated air passage orifices and is arranged on the surface of the workpiece so that each of its calibrated orifices communicates with the outlet of a workpiece. internal channel of the piece, the weld seam welding around all of these outlets. This wafer may have an elongated rectangular shape, the weld seam comprising two parallel longitudinal portions extending along the long sides of the wafer, and two transverse portions extending along the short sides of the wafer. The wafer may have a length of between 20 and 40 mm, and for example of the order of 28 mm, and a width of between 2 and 10 mm, and for example of the order of 5 mm.

Le cordon de soudure à clin peut former une boucle fermée et les extrémités du cordon de soudure peuvent se recouvrir sur une faible longueur. Avantageusement, le procédé consiste à réduire la puissance du laser (d'un facteur d'au moins deux ou trois par exemple) pendant le passage du faisceau laser dans la zone de recouvrement afin d'éviter la formation de défauts métallurgiques dans cette zone. La zone de recouvrement peut avoir une longueur de l'ordre de 1 à 3mm environ. Dans le cas du soudage laser d'une plaquette, le procédé comprend de préférence une étape supplémentaire de soudage laser par transparence de la plaquette sur la surface de la pièce, le faisceau laser étant déplacé sur la plaquette depuis un de ses bords périphériques jusqu'à un de ses bords périphériques opposés, pour former au moins un cordon de soudure par transparence par fusion des matériaux de la plaquette et de la pièce sans apport de matériau. Cette étape de soudage laser par transparence est de préférence réalisée avant l'étape de soudage laser à clin pour limiter le risque d'apparition de défauts métallurgiques lors de la superposition des cordons de soudure à clin et par transparence, au niveau des bords périphériques de la plaquette. Les cordons de soudure par transparence s'étendent de préférence entre deux ouvertures adjacentes de la plaquette de façon à isoler les débouchés précités des canaux les uns des autres. Les cordons de soudure par transparence forment des cordons transversaux qui sont sensiblement parallèles aux portions transversales précitées du cordon de soudure à clin. Les paramètres du laser pour le soudage par transparence sont avantageusement : une puissance comprise entre 200 et 500W, une vitesse de déplacement du faisceau laser comprise entre 25 et 45mm/s et une focalisation du faisceau laser de +1 à +3,5mm. Les étapes de soudage sont de préférence précédées d'une étape de positionnement et d'immobilisation de la plaquette sur la surface de la pièce, l'immobilisation de la plaquette étant réalisée par pointage laser, c'est-à-dire par formation d'un point de soudure induit par laser. Le procédé selon l'invention est particulièrement adapté pour la fixation d'une plaquette ou d'une pastille du type précité sur une aube de rotor pour une turbine de turbomachine, cette aube comportant des canaux internes de circulation d'air qui débouchent sur une surface du pied d'aube sur laquelle est fixée par soudage laser la plaquette ou la pastille. La présente invention concerne également une aube de rotor pour une turbine de turbomachine, cette aube étant réalisée en alliage métallique monocristallin et comportant au moins un canal interne de circulation d'air débouchant sur une surface du pied d'aube, l'aube portant une plaquette ou pastille de calibration recouvrant au moins une partie de cette surface, caractérisée en ce que la plaquette ou pastille est fixée sur la surface du pied d'aube par un cordon de soudure à clin s'étendant autour de la plaquette ou de la pastille. The weld bead may form a closed loop and the ends of the weld bead may overlap for a short length. Advantageously, the method consists in reducing the power of the laser (by a factor of at least two or three for example) during the passage of the laser beam in the overlap zone in order to avoid the formation of metallurgical defects in this zone. The overlap zone may have a length of about 1 to 3 mm. In the case of laser welding of a wafer, the method preferably comprises an additional step of laser welding by transparency of the wafer on the surface of the workpiece, the laser beam being moved on the wafer from one of its peripheral edges to at one of its opposite peripheral edges, to form at least one transparency weld bead by melting the materials of the wafer and the workpiece without the addition of material. This transparent laser welding step is preferably performed before the laser-welding step to minimize the risk of occurrence of metallurgical defects during the superposition of the weld seams and transparency, at the peripheral edges of the wafer. The weld beads by transparency preferably extend between two adjacent openings of the wafer so as to isolate the aforementioned outlets of the channels from each other. The transparency weld beads form transverse beads which are substantially parallel to the aforesaid transverse portions of the weld weld seam. The laser parameters for the transparency welding are advantageously: a power of between 200 and 500W, a speed of displacement of the laser beam of between 25 and 45 mm / s and a focusing of the laser beam of +1 to + 3.5 mm. The welding steps are preferably preceded by a step of positioning and immobilization of the wafer on the surface of the workpiece, the immobilization of the wafer being carried out by laser pointing, that is to say by forming the wafer. a laser-induced welding point. The method according to the invention is particularly suitable for fixing a wafer or a wafer of the aforementioned type on a rotor blade for a turbomachine turbine, this blade having internal air circulation channels which open on a surface of the blade root on which is fixed by laser welding the wafer or pellet. The present invention also relates to a rotor blade for a turbomachine turbine, this blade being made of monocrystalline metal alloy and comprising at least one internal air circulation channel opening on a surface of the blade root, the blade carrying a calibration wafer or wafer covering at least a part of this surface, characterized in that the wafer or wafer is fixed on the surface of the blade root by a weld seam extending around the wafer or the wafer .

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une aube de rotor d'une turbine de turbomachine ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective du pied d'une aube de rotor, sur une surface duquel est fixée une plaquette par le procédé selon l'invention ; et - la figure 3 est une vue schématique en perspective du pied d'une aube de rotor, sur une surface duquel sont fixées des pastilles par le procédé selon l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1, qui représente une aube 10 de rotor d'une turbine à gaz en particulier d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. Cette aube 10 comprend une pale 12 rattachée à une plate-forme 14 et comportant un extrados 16 ou surface extérieure convexe et un intrados 18 ou surface intérieure concave qui sont reliés à leurs extrémités amont par un bord 20 d'attaque et à leurs extrémités aval par un bord 22 de fuite. La pale 12 de l'aube est raccordée par la plate-forme 14 sensiblement rectangulaire à un pied 24, qui est du type en sapin dans l'exemple représenté, au moyen duquel l'aube 10 est montée sur un disque (non représenté) du rotor de la turbine à gaz, par emmanchement de ce pied 24 dans une rainure de forme complémentaire de la périphérie du disque de rotor. L'aube 10 est ventilée intérieurement et refroidie au moyen d'une cavité ou de canaux internes de circulation d'air, qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal A de l'aube 10 et qui sont alimentés par des ouvertures 26 débouchant sur une surface 28 plane d'extrémité du pied 24 de l'aube. Dans l'exemple représenté, la surface 28 du pied d'aube comprend six ouvertures 26 qui sont alignées les unes derrière les autres. The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly on reading the description which follows, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a schematic perspective view of a rotor blade of a turbomachine turbine; - Figure 2 is a schematic perspective view of the root of a rotor blade, on a surface of which is fixed a wafer by the method according to the invention; and - Figure 3 is a schematic perspective view of the root of a rotor blade, on a surface of which are fixed pellets by the method according to the invention. Reference is first made to FIG. 1, which shows a rotor blade 10 of a gas turbine engine, in particular a turbomachine such as an airplane turbojet or turboprop engine. This blade 10 comprises a blade 12 attached to a platform 14 and having an extrados 16 or convex outer surface and a lower surface 18 or concave inner surface which are connected at their upstream ends by a leading edge 20 and at their downstream ends. by a trailing edge 22. The blade 12 of the blade is connected by the substantially rectangular platform 14 to a foot 24, which is of the fir type in the example shown, by means of which the blade 10 is mounted on a disk (not shown). of the rotor of the gas turbine, by fitting this foot 24 in a groove of complementary shape of the periphery of the rotor disc. The blade 10 is internally ventilated and cooled by means of a cavity or internal channels of air circulation, which extend parallel to the longitudinal axis A of the blade 10 and which are fed by openings 26 opening on a plane flat surface 28 of the root 24 of the blade. In the example shown, the surface 28 of the blade root comprises six openings 26 which are aligned one behind the other.

Des fentes 30 de sortie d'air alimentées par les canaux internes sont formées sur une partie de l'intrados 16 proche du bord de fuite 22. Air outlet slots 30 supplied by the internal channels are formed on a portion of the intrados 16 near the trailing edge 22.

Le procédé selon l'invention a pour but la fixation par soudage laser d'une plaquette 32 (figure 2) ou d'une pastille 34 (figure 3) sur la surface 28 précitée du pied d'aube, en vue de la calibration du débit d'air d'alimentation des canaux internes de l'aube. The method according to the invention aims to fix by laser welding a wafer 32 (FIG. 2) or a wafer 34 (FIG. 3) on the aforementioned surface 28 of the blade root, with a view to calibrating the supply air flow of the internal channels of the dawn.

En figure 2, la plaquette 32 est fixée sur la surface 28 du pied d'aube par deux étapes successives de soudage laser, à savoir une étape de soudage laser par transparence et une étape de soudage laser à clin. Dans l'exemple représenté, la plaquette 32 a une forme rectangulaire allongée et a une longueur et une largeur qui sont légèrement inférieures à celles de la surface 28 du pied d'aube de sorte que la plaquette recouvre la quasi-totalité de cette surface. La plaquette 32 est réalisée en Hastelloy X et a par exemple une épaisseur de l'ordre de 0,5mm, une longueur de l'ordre de 28 mm et une largeur de l'ordre de 5mm. In Figure 2, the plate 32 is fixed on the surface 28 of the blade root by two successive laser welding steps, namely a laser welding step by transparency and a laser welding step clapboard. In the example shown, the wafer 32 has an elongated rectangular shape and has a length and a width that are slightly smaller than those of the surface 28 of the blade root so that the wafer covers almost all of this surface. The plate 32 is made of Hastelloy X and has for example a thickness of the order of 0.5mm, a length of about 28 mm and a width of about 5mm.

La plaquette 32 comprend quatre orifices 36 qui sont chacun destinés à communiquer avec une des ouvertures 26 précitées de la surface 28 du pied d'aube. Les quatre orifices 36 de la plaquette 32 communiquent donc avec quatre ouvertures 26 de la surface 28 et les deux ouvertures 26 restantes de cette surface sont obturées par la plaquette 32. The plate 32 comprises four orifices 36 which are each intended to communicate with one of the aforementioned openings 26 of the surface 28 of the blade root. The four orifices 36 of the wafer 32 thus communicate with four openings 26 of the surface 28 and the two remaining openings 26 of this surface are closed by the wafer 32.

Les quatre orifices 36 de la plaquette ont des dimensions et des formes prédéterminées qui permettent de déterminer avec précision les débits d'air d'alimentation des canaux de l'aube. Une première étape du procédé selon l'invention consiste à positionner la plaquette 32 sur la surface 28 du pied d'aube puis à l'immobiliser dans cette position par pointage laser. Pour cela, au moins un point de soudure est créé par impulsion laser entre la plaquette 32 et l'aube. Le procédé consiste ensuite à former des cordons de soudure 40 transversaux par soudage laser par transparence entre la plaquette 32 et la surface 26 du pied d'aube, chacun de ces cordons de soudure s'étendant entre deux orifices 36 adjacents de la plaquette. Ces cordons 40 transversaux s'étendent depuis un bord longitudinal de la plaquette 32 jusqu'au bord longitudinal opposé de la plaquette. Ils ont pour but d'assurer une étanchéité entre les ouvertures 26 du pied d'aube et d'éviter donc toute communication fluidique entre deux ouvertures 26 adjacentes, entre la plaquette 32 et la surface 28 du pied d'aube, c'est-à-dire dans le plan de joint de la plaquette et de cette surface. Le soudage par transparence peut être réalisé au moyen d'un automate. Lors du soudage laser par transparence, les paramètres du laser sont de préférence une puissance comprise entre 200 et 500W, une vitesse de déplacement du faisceau comprise entre 25 et 45mm/s et une focalisation de +1 à +3,5mm. Le procédé consiste ensuite à former au moins un cordon de soudure 38 par soudage laser à clin ou à recouvrement sur tout le pourtour de la plaquette 32. Le cordon de soudure 38 à clin comprend ici deux portions longitudinales parallèles s'étendant le long des grands côtés de la plaquette 32, et deux portions transversales s'étendant le long des petits côtés de la plaquette. Le soudage à clin peut également être réalisé par un automate. Lors du soudage laser à clin, les paramètres du laser pour le soudage à clin sont de préférence une puissance comprise entre 100 et 400W, une vitesse de déplacement du faisceau laser comprise entre 20 et 40mm/s et une focalisation de +1,5 à +4mm. Le cordon de soudure 38 à clin forme avantageusement une boucle fermée, les extrémités du cordon se chevauchant sur une longueur de 1 à 3mm environ. Pour éviter l'apparition de défauts métallurgiques lors de ce chevauchement, la puissance du laser est réduite pendant le passage du faisceau laser dans la zone de recouvrement des cordons de soudure, par exemple de 300W à 100W. En figure 3, deux pastilles 34 sont fixées sur la surface 28 du pied 30 d'aube par soudage laser à clin ou à recouvrement, chacune de ces pastilles recouvrant et obturant une des ouvertures 26 de la surface 28. The four orifices 36 of the wafer have predetermined dimensions and shapes that make it possible to accurately determine the supply air flow rates of the vane channels. A first step of the method according to the invention consists in positioning the wafer 32 on the surface 28 of the blade root and then immobilizing it in this position by laser pointing. For this, at least one welding point is created by laser pulse between the wafer 32 and the blade. The method then consists in forming transverse welding seams 40 by laser welding by transparency between the wafer 32 and the surface 26 of the blade root, each of these welding seams extending between two adjacent orifices 36 of the wafer. These transverse cords 40 extend from a longitudinal edge of the wafer 32 to the opposite longitudinal edge of the wafer. Their purpose is to ensure a seal between the openings 26 of the blade root and thus to avoid any fluid communication between two adjacent openings 26 between the plate 32 and the surface 28 of the blade root, that is, ie in the joint plane of the wafer and this surface. Transparent welding can be achieved by means of a PLC. When laser welding by transparency, the parameters of the laser are preferably a power of between 200 and 500W, a beam movement speed of between 25 and 45mm / s and a focus of +1 to + 3.5mm. The method then consists in forming at least one weld bead 38 by lap or lap laser welding around the entire periphery of the wafer 32. The weld bead 38 comprises here two parallel longitudinal portions extending along the major sides of the wafer 32, and two transverse portions extending along the short sides of the wafer. Clamp welding can also be done by a PLC. In laser spot welding, the laser parameters for lap welding are preferably between 100 and 400W, a laser beam displacement speed of 20 to 40mm / s and a focus of +1.5 to + 4mm. The weld seam 38 advantageously forms a closed loop, the ends of the bead overlapping a length of 1 to 3mm approximately. To avoid the appearance of metallurgical defects during this overlap, the power of the laser is reduced during the passage of the laser beam in the weld seam covering area, for example from 300W to 100W. In FIG. 3, two pellets 34 are fixed on the surface 28 of the blade root 30 by lap or lap laser welding, each of these pellets covering and closing one of the openings 26 of the surface 28.

Chaque pastille 34 a une forme circulaire et un diamètre légèrement supérieur à celui des ouvertures 26 du pied d'aube. Chaque pastille 34 a par exemple un diamètre de l'ordre de 5,4mm et une épaisseur de l'ordre de 0,5mm. Each pellet 34 has a circular shape and a diameter slightly greater than that of the openings 26 of the blade root. Each pellet 34 has for example a diameter of the order of 5.4 mm and a thickness of about 0.5 mm.

Une première étape du procédé selon l'invention consiste à positionner chaque pastille 32 sur la surface 28 du pied d'aube puis à l'immobiliser dans cette position par pointage laser, comme décrit dans ce qui précède. Le procédé consiste ensuite à former un cordon de soudure 42 à clin ou à recouvrement par soudage laser autour de chaque pastille 34. Le cordon de soudure 42 a une forme circulaire fermée dont les extrémités se recouvrent, comme indiqué dans ce qui précède. Les paramètres de fonctionnement du laser lors du soudage à clin de la pastille peuvent être les mêmes que ceux utilisés lors du soudage à clin d'une plaquette. A first step of the method according to the invention consists in positioning each pellet 32 on the surface 28 of the blade root and then immobilizing it in this position by laser pointing, as described in the foregoing. The method then comprises forming a weld bead 42 or lap weld around each wafer 34. The weld bead 42 has a closed circular shape whose ends overlap, as indicated in the foregoing. The operating parameters of the laser during clapboard welding of the wafer may be the same as those used for wafer-to-wafer welding.

Claims

REVENDICATIONS1. Method for fixing a metal element on a piece (10) made of monocrystalline metal turbine engine alloy, characterized in that it comprises a step of laser welding clapboard or peripheral edges of the element, the laser beam being moved along the circumferential edge (s) to form a melt-welded weld seam (38) of the materials of the element and the workpiece without the addition of material.

2. Method according to claim 1, characterized in that the welding 10 is performed by means of a fiber laser.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the part (10) is made of nickel-based monocrystalline alloy, and for example alloy AMI.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the parameters of the laser for the clinching welding are a power of between 100 and 400W, a speed of displacement of the laser beam of between 20 and 40 mm / s and a focus from +1.5 to + 4mm.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, since the weld seam (38) forms a closed loop and the ends of the weld bead overlap, the method consists in reducing the power of the laser during the passage of the laser beam on the cover of the ends of the cord.

6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of laser welding by transparency of the element on the surface of the workpiece, the laser beam being moved on the element from one of its peripheral edges to one of its opposite peripheral edges, to form at least one weld bead (40) by transparency by melting the materials of the element and the workpiece without the addition of material. 30

7. Method according to claim 6, characterized in that the step of laser welding by transparency is performed before the step of laser welding clinch.

8. Method according to claim 6 or 7, characterized in that the laser parameters for the transparency welding are a power of between 200 and 500W, a beam displacement speed of between 25 and 45mm / s and a focus of + 1 to + 3.5mm.

9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the welding step is preceded by a step of positioning and immobilization by laser pointing of the element on the workpiece.

10.A rotor blade (10) for a turbomachine turbine, this blade being made of monocrystalline metal alloy and having at least one internal air circulation channel opening on a surface (28) of the blade root, the dawn carrying a wafer (32) or calibration wafer (34) covering at least a portion of that surface, characterized in that the wafer or wafer is attached to the surface of the blade root by a weld seam (38) with a clap extending around the wafer or the wafer.