ろう付け接合部の補修及び補修された物品
【課題】 再ろう付け工程の前に労力を要し、化学的、機械的にろう付け材を取り除いて第１の部材と第２の部材を完全に分解する必要性を排除することによって単純化された航空宇宙用アッセンブリの補修方法を提供する。
【解決手段】 ろう付け接合部の補修方法及びその結果得られる接合部であり、該方法は、航空宇宙用アッセンブリの第１の部材と第２の部材の間における接合部中の第１の接合材の不適合な部分を除去することと、その接合部を洗浄することを含む。第１の接合材の不適合な部分を除去するのにストリッピング液が使用される。接合部を洗浄するのに第１の洗浄液が使用され、第２の洗浄剤を使用することによって接合部はさらに洗浄される。再ろう付け工程の間、第２の接合材は、不適合な部分除去することによって残された空洞内へ移動し、第１の部材と第２の部材の間に残存した第１の接合材と第２の接合材を含む新たな接合部を形成する。
【解決手段】 ろう付け接合部の補修方法及びその結果得られる接合部であり、該方法は、航空宇宙用アッセンブリの第１の部材と第２の部材の間における接合部中の第１の接合材の不適合な部分を除去することと、その接合部を洗浄することを含む。第１の接合材の不適合な部分を除去するのにストリッピング液が使用される。接合部を洗浄するのに第１の洗浄液が使用され、第２の洗浄剤を使用することによって接合部はさらに洗浄される。再ろう付け工程の間、第２の接合材は、不適合な部分除去することによって残された空洞内へ移動し、第１の部材と第２の部材の間に残存した第１の接合材と第２の接合材を含む新たな接合部を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう付け接合部の補修及び補修された物品に関し、より詳細には、ろう付け接合部のろう付け材の一部を除去すること並びにろう付け接合部を洗浄することを含む、航空宇宙用構成部材などの物品のろう付け接合部を補修する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の航空宇宙用アッセンブリは、ろう付け結合によってアッセンブリに固定されるサブ・アッセンブリを備える。ガスタービン・エンジンにおいて、１つ又は２つのシュラウドに固定される、１つ又はより多くのエアフォイル・ベーンを有する圧縮機ベーン・アッセンブリは、そのようなろう付け物品の一例である。圧縮機ベーン・アッセンブリは、通常、エアフォイル・ベーンをシュラウドに固定するよう連結するろう付け材を有するろう付け接合部を有する。所定時間を超えてエンジンが作動する間に、ろう付け材は、亀裂したり、腐食したり、あるいはその他補修を必要とする不適切なろう付け接合部状態となったりする。
【０００３】
不利な点として、従来のろう付け接合部の補修は、最初のろう付け材を（最初のろう付け接合部に伴う汚染物質に沿って）完全に除去することを必要とするのが常である。最初のろう付け材を完全に除去することにより、エアフォイル・ベーンはシュラウドから切り離されるようになる。従来の除去工程は、ろう付け材、腐食生成物、酸化生成物及びその他の汚染物質を、化学的及び／又は機械穿孔や放電加工などの機械的ストリッピング法によって完全に除去することを含んでなる。ろう付け材と汚染物質を完全に除去した後、接合部領域はニッケルめっきを施し、その後、エアフォイル・ベーンとシュラウドは、新たなろう付け材を用いて再ろう付けされる。この種の従来の補修工程は高価であり、手間がかかり、かつ時間のかかる作業である。
【０００４】
そのため、従来技術の欠点及び短所を克服する、単純化された航空宇宙用アッセンブリの補修方法が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明により、再ろう付け工程の前に労力を要し、化学的、機械的にろう付け材を取り除いて第１の部材と第２の部材を完全に分解する必要性を排除することによって単純化された航空宇宙用アッセンブリの補修方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、
（ａ） 接合部から接合材の一部を除去する工程と、
（ｂ） 接合部中に残存する接合材を洗浄する工程、
を含んでなることを特徴とする、航空宇宙用部品の接合部を補修する方法である。この接合部は、ろう付け接合部であってよい。また、航空宇宙用部品には、例えば、少なくとも１つのエアフォイル・ベーンと、少なくとも１つのシュラウドを有するベーン・アッセンブリがあげられ、接合材としてはニッケルベースのろう付け材があげられる。除去する工程（ａ）は、接合材の少なくとも不適合な部分を除去することを含み、その少なくとも不適合な部分は酸性のストリッピング液で溶解することによって除去してもよい。その際、ろう付け接合部の少なくとも適合な部分にマスキングをして、その部分が溶解されることや、マスクされていない不適合な部分が残ることを防ぐこともできる。接合材の残存する部分は、接合部の少なくとも２つの部材の間の構造的接合を与える。工程（ｂ）は、具体的に、約７７５°Ｆから９５０°Ｆ、好ましくは約８００°Ｆで洗浄する工程である。洗浄時間は２時間までであるが、その他の条件に応じて、５分から１０分の間の場合もある。また、少なくとも前記洗浄液の副生成物か航空宇宙用部材の接合部からの汚染物質のいずれか一方を第２の洗浄液を用いて除去することを含んでもよい。第２の洗浄液を用いる工程は、２時間までの所定時間量の間、場合によっては３分から５分の間、かつ２１２°Ｆまで、あるいは６０°Ｆから９０°Ｆの間の所定温度で行われる。第２の洗浄液は少なくとも１種の酸を含んでもよい。酸の例としては硝酸があげられ、その量は約２８容量％から５０容量％、好ましくは、約４０容量％である。また、第２の洗浄液はフッ化水素酸を含んでもよく、その量は１．５容量％から５．１容量％、好ましくは、約２．０容量％から３．０容量％である。第２の洗浄液は、１００ガロンごとに、２．５ガロンまでの硝酸と、８３ガロンまでのフッ化水素酸と１３０から１４０ポンドの無水塩化第二鉄と残余の水を含むものを提供してもよい。
【０００７】
本発明の第２の態様は、
第１と第２のろう付け工程のそれぞれにおいて、第１と第２のろう付け材を少なくとも２つの部材の間に堆積させることと、
前記少なくとも２つの部材の間に、第１と第２のろう付け材を用いてろう付け接合部を形成すること、
を含んでなることを特徴とする、部材の接合方法である。第１と第２のろう付け接合工程のいずれか一方は、少なくとも２つの部材を使用した後に実施してよい。この方法の一例として、本質的に前記第１のろう付け材のみからなるろう付け接合部を形成し、その後、前記第１のろう付け材の一部を除去し、かつ、前記第１のろう付け材を除去したことによって残された空洞内に、第２のろう付け材を堆積させることを含むものであってよい。この方法は又、前記第１と第２のろう付け材の間に金属層を堆積させることを含んでもよい。第１と第２のろう付け材は互いの化学組成がほぼ同等であってよい。２つの部材としては、例として航空宇宙用部材があげられる。そのような部材としては、ガスタービン・エンジンのエアフォイル・ベーンとシュラウドなどが含まれる。また、第１のろう付け工程は、最初の製造工程、即ち、最初に部材が製造される間に行われ、かつ、第２のろう付け工程は部材の補修中に行われるものであってよい。
【０００８】
本発明の第３の態様は、
ろう付け接合部の不適合な部分を除去することと、
前記不適合な部分を適合な部分と置き換えるために物品をろう付けすることを含み、
前記不適合な部分は前記ろう付け接合部全部より小さいことを特徴とする、ろう付け接合部を有する物品の補修方法である。この補修方法は、ろう付け接合部から他の部分を除去することなく不適合な部分だけを選択的に除去することを含む。その際、他の部分を除去するのを防ぐために、そのような他の部分をマスキングしてもよい。そのような他の部分とは、少なくとも第２のろう付け接合部か、又は不適合な部分を含まないろう付け接合部のうちのいずれか一方である。不適合な部分が除去された後もろう付け接合部が構造的接合を維持する。
【０００９】
本発明の第４の態様は、
第１の航空宇宙用部材と、
接合部において第１の航空宇宙用部材に接合される第２の航空宇宙用部材を含み、前記接合部は、第１のろう付け工程による第１のろう付け材と第２のろう付け工程による第２のろう付け材とを含んでなることを特徴とする、航空宇宙用アッセンブリである。第１のろう付け工程と第２のろう付け工程は、異なる時間において別々に行われるものであってよい。また、第１のろう付け工程か又は第２のろう付け工程のいずれか一方が、第１の航空宇宙用部材と第２の航空宇宙用部材がガスタービン・エンジンに組み込まれた後に行われるものであってよい。また、このアッセンブリは、第１のろう付け材と第２のろう付け材の間に、ニッケルなどを含む金属層が含まれるものであってもよい。ここで、第１のろう付け材と第２のろう付け材は異なる組成を有してもよい。また、一例として、第１の航空宇宙用部材はエアフォイル・ベーンを含んでなり、かつ第２の航空宇宙用部材がシュラウドを含んでなるアッセンブリである。第１のろう付け工程は最初の製造工程、即ち、部材が最初に製造される間に行われ、かつ、第２のろう付け工程が補修中に行われるものであってもよい。
【００１０】
本発明のろう付け接合部を補修する方法並びにそれによって補修された接合部は、航空宇宙用アッセンブリの第１の部材と第２の部材の間における接合部の、第１の接合材の不適合な部分を除去すること、及びその接合部を洗浄することを含んでなる。第１の接合材の不適合な部分を除去するのにストリッピング液を用いる。接合部を洗浄するのに第１の洗浄液を使用し、かつ、接合部をさらに洗浄するのに第２の洗浄液を使用する。再ろう付け工程の間、第１の接合部材と第２の接合部材を含む、第１の部材と第２の部材の間に新たな接合（接合部）を形成するために、除去工程において除去された不適合な部分によって残された空洞に第２の接合材を移動させる。
【００１１】
一例において、ストリッピング液は、酸性であり、かつ、第１の接合材の不適合な部分を溶解するものである。接合部中に第１の部材と第２の部材の間の構造的結合を維持するのに残存する第１の接合材は、第１の部材が第２の部材から切り離されないよう十分残される。
【００１２】
他の例において、第１の洗浄液は、接合部から残存するストリッピング液を取り除き、接合部中の汚染物質を溶解することによって接合部を洗浄する、アルカリ金属溶融塩浴を含む。
【００１３】
また、別の例において、第２の洗浄液は、接合部から残存する第１の洗浄液を除去し、接合部からの汚染物質を溶解することによって接合部をさらに洗浄する、酸性溶液である。
【００１４】
さらに別の例において、再ろう付けの間の第２の接合材のぬれ性及び流動を助長するために、第１の接合材と第２の接合材の間に金属層が堆積される。
【００１５】
従って、本発明は、再ろう付け工程の前に、労力を要し、化学的及び機械的に接合材を除去するために第１の部材と第２の部材を完全に分解する必要性を排除することによって航空宇宙用アッセンブリの補修方法を単純化するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の様々な特徴並びに利点は、以下の、現時点で好ましい実施態様の詳細な説明から当業者等には明らかとなろう。詳細な説明に関連する図面については後述する。
【００１７】
図１は、ガスタービン・エンジンで利用される航空宇宙用アッセンブリ１０などの代表的な物品の概略的な断面図を示している。航空宇宙用アッセンブリ１０は、ろう付け接合部１６で第２の部材１４に固定された第１の部材１２を備えるが、この航空宇宙用アッセンブリ１０には、追加の部材やさらなるろう付け接合部が包含され得ることは理解されよう。一例において、航空宇宙用アッセンブリ１０は、圧縮機ベーン・アッセンブリなどのベーン・アセンブリであり、第１の部材１２は、ニッケル基合金製の圧縮機シュラウドであり、第２の部材１４は、ニッケル基合金製の圧縮機ベーンのエアフォイル翼であり、かつ、ろう付け接合部１６は、ニッケル基合金ろう付け材料を含むものである。ここで使用する用語「ろう付け（ｂｒａｚｅ）」は、公称温度約８４０°Ｆ（約４４８．８８９℃）より高い温度で実施される接合法によるもの、接合材料を液化し、２つの構成部材を液化することなく接合するよう液化した接合材料を十分に凝固する接合法によるもの、あるいは、少なくとも２つの異なる材料を接合する接合法によるもののいずれかの場合を意味する。
【００１８】
ろう付け接合部１６は、第１の部材１２と第２の部材１４の間に構造的接合を与えるろう付け材１８を含み、また、不適合な部分２０を含み得る。不適合な部分２０の例には、亀裂部分、空洞部分、腐食部分、あるいは、航空宇宙用アッセンブリ１０を現場で使用すること、や製造、又はその他の原因によって生じ得るその他の不備な部分を含む場合がある。不適合な部分２０の一例において、不適合な部分の寸法は、通常、数マイクロメータ台の顕微鏡的な寸法から、数センチメートル台の肉眼的な寸法の範囲にある。
【００１９】
図２は、ストリッピング液を用いて不適合な部分２０を除去した後の航空宇宙用アッセンブリ１０の例を示している。不適合な部分２０を除去することによって、かつて不適合な部分２０があった箇所に空洞２２が残される。ストリッピング液を使用する前に、少なくともストリッピング液で除去すべきではないろう付け接合部１６の一部分２６含むベーン・アッセンブリにマスク２４を適用する。マスク２４は又、ベーン・アッセンブリのその他の部分も覆ってもよい。一例では、マスク２４は、不適合な部分２０を除くろう付け接合部１６全体を覆う。これにより、部分２６のろう付け材１８を除去したり、あるいは何らかの悪影響を及ぼしたりすることなく選択的に不適合な部分２０を有利に除去できる。他の例においては、マスクを使用しなくてもよく、又、航空宇宙用アッセンブリ１０の補助的なろう付け接合部を覆うのに使用することもできる。
【００２０】
他の例においては、第１の部材１２が第２の部材１４から分離しないよう第１の部材１２と第２の部材１４の間の構造的接合を維持するため、ストリッピング液の使用後にろう付け接合部１６中に十分なろう付け材１８が残存する。構造的接合を維持することにより、完全に分離させないことによる利点が得られ、かつそれにより第１の部材１２と第２の部材１４を再度組み立てる必要がなくなる。
【００２１】
ストリッピング液の一例としては、酸性で、ろう付け接合部１６の不適合な部分２０を選択的に溶解するものである。即ち、ストリッピング液は、第１の部材１２及び第２の部材１４を構成する材料を溶解することなく、ろう付け材１８を溶解する。ストリッピング液に航空宇宙用アッセンブリ１０とろう付け接合部１６をさらす時間は、不適合な部分２０の寸法に相対する。さらす時間の例として、顕微鏡的な寸法の亀裂の場合で数日間台である。また、他の例では、さらす時間は、肉眼的な寸法の亀裂の場合で数分間台である。一般的に、小さい不適合な部分２０にストリッピング液を浸透させることはより困難であり、そのため、小さい不適合な部分２０中のろう付け材１８をストリッピング液に溶解させて、溶解したろう付け材１８を移動させて排除するのにより長い時間が必要となる場合が多い。ストリッピング工程によりいく分かの残滓Ｒが空洞２２に残存する場合がある。いくつかの例において、この残滓Ｒは水洗、あるいはその他の除去法によって取り除かれる。
【００２２】
図３は、洗浄工程中にある航空宇宙用アッセンブリ１０の一例を示している。洗浄工程の前に、約９００°Ｆ（約４８２．２２２℃）で燃焼することによってマスク２４が部分２６から除去されるが、酸性溶液やその他従来の除去技術を代わりに用いることも可能である。航空宇宙用アッセンブリ１０は、所定の洗浄温度であるチャンバ３４の内部にある間に、浸漬、すすぎ、吹き付けやその他のさらす方法によって洗浄液３２にさらされる。洗浄工程中に、洗浄液３２は、少なくとも残存しているストリッピング液、少なくともろう付け接合部１６からのいく分かの汚染物質、及びろう付け接合部１６に残存し得る残滓Ｒを取り除く。汚染物質には、酸化物、金属酸化物、腐食生成物、無機物質、現場での使用中に航空宇宙用アッセンブリ１０に堆積した物質、及び後続の再ろう付け工程におけるろう付け材の流動性及び湿潤性を妨害する汚染物質が包含される。
【００２３】
洗浄工程は、航空宇宙用アッセンブリ１０の可縮性の清浄な表面に対して利益をもたらす。即ち、洗浄工程は、ろう付け材１８のさらされた表面３６と第１の部材１２と第２の部材１４のさらされた表面３８から汚染物質を取り除く。清浄で、本質的に汚染物質のない表面３６，３８により、後続の再ろう付け工程における第１の部材１２と第２の部材１４の間の高品質なろう付け接合部の形成が助長される。ここで使用する用語「高品質（ｑｕａｌｉｔｙ）」とは、ろう付け材を有するろう付け接合部が、概して、大きな空洞など、重大な肉眼で見えるような大きさの不適合な部分を含まないことを意味する。
【００２４】
一例において、洗浄工程は、おおよそ７７５°Ｆ（約４１２．７７８℃）から９５０°Ｆ（約５１０℃）の範囲の所定の洗浄温度において、チャンバ３４内で行われる。所定の洗浄温度範囲内において、洗浄液は汚染物質を溶解するため、ろう付け接合部１６から汚染物質を除去することができる。他の例においては、所定の洗浄温度範囲内の選択された洗浄温度は、航空宇宙用アッセンブリ１０を洗浄液３２にさらす、洗浄時間に相対する。即ち、選択された洗浄温度が７７５°Ｆ（約４１２．７７８℃）付近である場合、ろう付け接合部１６を洗浄するのに数時間から数日間を要し、また、選択された洗浄温度が９５０°Ｆ（約５１０℃）付近である場合、ろう付け接合部１６を洗浄するのに数分間あるいは数秒間要するであろう。一例において、選択された洗浄温度が、約８００°Ｆ（約４２６．６６７℃）であれば、後続の再ろう付け工程で第１の部材１２と第２の部材１４の間に高品質のろう付け接合部を形成するよう、十分量の汚染物質をろう付け接合部１６から取り除くためには、洗浄液にさらす時間は５分から１０分間である。
【００２５】
洗浄液３２の一例としては、アルカリ金属溶融塩浴が包含される。溶融塩浴は、主要な成分としてアルカリ金属を含むが、洗浄液３２の他の例では、アルカリ金属に加えてさらに、改質化学物質及び／又はその他の塩を含む。好ましくは、洗浄液３２のアルカリ金属は、アルカリ水酸化物又はアルカリ硝酸塩であるが、その他のアルカリ金属洗浄液を使用することも可能である。アルカリ金属洗浄液３２は、２つの点でろう付け接合部１６を洗浄することができる。第１に、アルカリ金属洗浄液３２は、ろう付け接合部１６中の汚染物質を溶解し、溶解された汚染物質を移動してろう付け接合部１６から除く。第２に、アルカリ金属洗浄液３２は又、ろう付け接合部１６中に残存する酸性のストリッピング液を中和して運び去り、それにより、酸性のストリッピング液によってろう付け材１８がさらに除去されたり、汚染物質の除去を妨害されたりするのを防ぐことができる。
【００２６】
他の例においては、航空宇宙用アッセンブリ１０のすすぎ及び急冷を行う追加の工程が、洗浄工程に付随する。航空宇宙用アッセンブリ１０を、冷却水ですすぐことにより、少なくとも洗浄液３２とろう付け接合部１６からの溶解された汚染物質が除去され、かつ航空宇宙用アッセンブリ１０が冷却される。
【００２７】
図４は、第２の洗浄工程中にある航空宇宙用アッセンブリ１０の一例を示している。航空宇宙用アッセンブリ１０は、所定の第２の洗浄温度にあるチャンバ５０の内部にある間に、浸漬、リンス、吹き付けあるいはその他のさらす方法によって第２の洗浄液４８にさらされる。第２の洗浄工程の間、第２の洗浄液４８は、残存する第１の洗浄液３２と第１の洗浄工程による副生成物、並びに第１の洗浄工程でて残った汚染物質を除去する。従って、第２の洗浄工程は、航空宇宙用アッセンブリ１０の表面をさらに洗浄する。即ち、第２の洗浄工程は、さらされた表面３６，３８から汚染物質をさらに除去し、かつ、後続の再ろう付け工程における第１の部材１２と第２の部材１４の間の高品質なろう付け接合部の形成を助長する。
【００２８】
一例において、第２の洗浄工程は、おおよそ室温（６０°Ｆ（約１５．５５５６℃））から２１２°Ｆ（約１００℃）までの間の所定の第２の洗浄温度において、チャンバ５０内で行われる。所定の第２の洗浄温度において、第２の洗浄液は汚染物質を溶解するため、ろう付け接合部１６から汚染物質を除去することができる。いくつかの例において、所定の第２の洗浄温度の範囲内で選択された第２の洗浄温度は、航空宇宙用アッセンブリ１０を第２の洗浄液４８にさらす洗浄時間に相対する。即ち、選択された第２の洗浄温度が室温付近であれば、ろう付け接合部１６を洗浄するのに数時間を要し、また、選択された第２の洗浄温度が２１２°Ｆ（約１００℃）付近であれば、ろう付け接合部１６を洗浄するのに数分あるいは数秒を要する。一例において、選択された第２の洗浄温度が６０°Ｆ（約１５．５５５６℃）から９０°Ｆ（約３２．２２２℃）であるとき、後続の再ろう付け工程における第１の部材１２と第２の部材１４の間に高品質のろう付け接合部を形成するために、ろう付け接合部１６から汚染物質をさらに除去するのにさらす洗浄時間は３分から５分である。
【００２９】
一例において、第２の洗浄液４８は、硝酸、フッ化水素酸及び水の組み合わせを有する酸性液を包含する。しかしながら、他の例では、第２の洗浄液４８は、単一の酸、他の酸、及び／又は改質化学物質を包含する。好ましくは、第２の洗浄液４８は、２８容量％から５０容量％の硝酸、１．５容量％から５．１容量％のフッ化水素酸、及び残余の水を含む。フッ化水素酸は、市販のものをそのまま第２の洗浄液４８に添加してよく、通常、約４９％から７０％の濃度を有するが、他の濃度であってもよく、それに従って第２の洗浄液４８中のフッ化水素酸の量を再計算してよい。いくつかの異なる酸の組み合わせを用いることにより、ろう付け接合部１６に残存する汚染物質及び／又は、溶解されたろう付け接合部１６中の種々の汚染物質を除去するのに役立つ。一例において、第２の洗浄液４８は、約４０容量％の硝酸、約２．０容量％から３．０容量％のフッ化水素酸、及び残余の水を含む。
【００３０】
その他の、残存する洗浄液３２と第２の洗浄工程による副生成物、並びに第１の洗浄工程で残存した汚染物質を除去するための代表的な第２の洗浄液４８は、塩化第二鉄を含む。第２の洗浄液４８は、１００ガロン（約３７８．５リトル）ずつ、容積配合（ｂｕｌｋ ｒｅｃｉｐｅ）に従って製造される。容積配合には、２．５ガロン（約９．４６２５リットル）までの硝酸、８３ガロン（約３１４．１５５リットル）までのフッ化水素酸、１３０ポンド（約５８．９６８ｋｇ）から１４０ポンド（約６３．５０４ｋｇ）の無水塩化第二鉄及び残余の水を含まれる。
【００３１】
他の例において、航空宇宙用アッセンブリ１０をすすぎかつ乾燥する追加の工程が第２の洗浄工程に付随する。航空宇宙用アッセンブリ１０を水ですすぐことにより、第２の洗浄液の少なくとも一部及びろう付け接合部１６中から溶解された汚染物質を除去することができる。乾燥には圧縮空気を航空宇宙用アッセンブリ１０に吹き付けることを含み、それにより少なくとも残存するすすぎに用いられた水を除去することができる。航空宇宙用アッセンブリ１０は、次の工程にすぐに供することができるよう、空気乾燥によってさらに乾燥することができる。
【００３２】
図５は、再ろう付け工程中にある航空宇宙用アッセンブリ１０の一例を示している。再ろう付け工程において、第２のろう付け材６０が、ろう付け接合部１６に隣接して配置される。第２のろう付け材６０は、は、本質的にろう付け材１８の組成と同等の組成を有するが、代替的に、ろう付け材１８とは異なる組成を有することもできる。航空宇宙用アッセンブリ１０、ろう付け接合部１６及び第２のろう付け材６０は、第２のろう付け材を液化するろう付け温度まで加熱され、図６に示すように、不適合な部分２０を取り除いてできた空洞２２内に第２のろう付け材６０を移動させる。次いで、航空宇宙用アッセンブリ１０を冷却して、第２のろう付け材６０を凝固し、ろう付け材１８と第２のろう付け材６０を含む新たなろう付け接合部６２を形成する。ろう付け材１８と第２のろう付け材６０が、第１の部材１２と第２の部材１４を接合する。
【００３３】
一例において、第２のろう付け材６０は、空洞２２の表面を湿らせて、空洞２２内へ流れ、空洞２２を完全に満たす。前の洗浄工程及び第２の洗浄工程により、第２のろう付け材６０が表面６４を湿らせて空洞２２内へ流れて空洞２２を完全に満たすのを妨害する可能性のある汚染物質の少なくとも一部を除去することができる。得られた新たなろう付け接合部６２は、概して、肉眼で見えるような大きさの空洞といった重大な不適合な部分のないものである。
【００３４】
あるいは又、図７に示すように、再ろう付け工程の前に、ろう付け材１８と第２のろう付け材６０の間に金属層６６を堆積させることもできる。金属層６６は、再ろう付け工程中に、第２のろう付け材６０が表面６４を湿らせて空洞２２内へ流れるのをさらに助長する。金属層６６の例としてはニッケルが包含され、めっき法などの既知の方法で堆積される。しかしながら、その他の金属層を異なる堆積法を用いて堆積させてもよいことは理解されよう。
【００３５】
上述のように、本発明によれば、再ろう付け工程の前に労力を要し、化学的、機械的にろう付け材１８を取り除いて第１の部材１２と第２の部材１４を完全に分解する必要性を排除することによって、航空宇宙用アッセンブリ１０の補修を単純化することができる。
【００３６】
実施態様により、特定の構成部材の配置・アレンジメントを例示しているが、他のアレンジメントによっても本発明の利点が得られることは理解されたい。
【００３７】
特定の工程順序を示し、説明しているが、別段示すことなく、かつ、本発明の利益を得られる限り、それぞれの工程はいずれの順で実施しても、別々に実施しても、又、組み合わせて実施してもよいことは理解されたい。
【００３８】
本発明の好ましい実施態様を説明してきたが、本発明の範囲内における変更は実現可能であることは当業者であれば認識しているであろう。そのため、本発明の真の範囲と内容は、特許請求項の範囲の記載を検証することによって確認すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】代表的な航空宇宙用アッセンブリの概略的な断面図である。
【図２】不適合な部分を除去した後の図１の航空宇宙用アッセンブリの概略的な断面図である。
【図３】洗浄工程中の図２の航空宇宙用アッセンブリの一例を示す図である。
【図４】第２の洗浄工程中の図３の航空宇宙用アッセンブリの一例を示す図である。
【図５】再ろう付け工程中の図４の航空宇宙用アッセンブリの一例を示す図である。
【図６】再ろう付け工程後の図５の航空宇宙用アッセンブリの一例を示す図である。
【図７】第１のろう付け材と第２のろう付け材の間に堆積させた金属層の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…航空宇宙用アッセンブリ
１２…第１の部材
１４…第２の部材
１６…ろう付け接合部
１８…ろう付け材
２６…部分
３２…洗浄液
３４…チャンバ
３６，３８…表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう付け接合部の補修及び補修された物品に関し、より詳細には、ろう付け接合部のろう付け材の一部を除去すること並びにろう付け接合部を洗浄することを含む、航空宇宙用構成部材などの物品のろう付け接合部を補修する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の航空宇宙用アッセンブリは、ろう付け結合によってアッセンブリに固定されるサブ・アッセンブリを備える。ガスタービン・エンジンにおいて、１つ又は２つのシュラウドに固定される、１つ又はより多くのエアフォイル・ベーンを有する圧縮機ベーン・アッセンブリは、そのようなろう付け物品の一例である。圧縮機ベーン・アッセンブリは、通常、エアフォイル・ベーンをシュラウドに固定するよう連結するろう付け材を有するろう付け接合部を有する。所定時間を超えてエンジンが作動する間に、ろう付け材は、亀裂したり、腐食したり、あるいはその他補修を必要とする不適切なろう付け接合部状態となったりする。
【０００３】
不利な点として、従来のろう付け接合部の補修は、最初のろう付け材を（最初のろう付け接合部に伴う汚染物質に沿って）完全に除去することを必要とするのが常である。最初のろう付け材を完全に除去することにより、エアフォイル・ベーンはシュラウドから切り離されるようになる。従来の除去工程は、ろう付け材、腐食生成物、酸化生成物及びその他の汚染物質を、化学的及び／又は機械穿孔や放電加工などの機械的ストリッピング法によって完全に除去することを含んでなる。ろう付け材と汚染物質を完全に除去した後、接合部領域はニッケルめっきを施し、その後、エアフォイル・ベーンとシュラウドは、新たなろう付け材を用いて再ろう付けされる。この種の従来の補修工程は高価であり、手間がかかり、かつ時間のかかる作業である。
【０００４】
そのため、従来技術の欠点及び短所を克服する、単純化された航空宇宙用アッセンブリの補修方法が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明により、再ろう付け工程の前に労力を要し、化学的、機械的にろう付け材を取り除いて第１の部材と第２の部材を完全に分解する必要性を排除することによって単純化された航空宇宙用アッセンブリの補修方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、
（ａ） 接合部から接合材の一部を除去する工程と、
（ｂ） 接合部中に残存する接合材を洗浄する工程、
を含んでなることを特徴とする、航空宇宙用部品の接合部を補修する方法である。この接合部は、ろう付け接合部であってよい。また、航空宇宙用部品には、例えば、少なくとも１つのエアフォイル・ベーンと、少なくとも１つのシュラウドを有するベーン・アッセンブリがあげられ、接合材としてはニッケルベースのろう付け材があげられる。除去する工程（ａ）は、接合材の少なくとも不適合な部分を除去することを含み、その少なくとも不適合な部分は酸性のストリッピング液で溶解することによって除去してもよい。その際、ろう付け接合部の少なくとも適合な部分にマスキングをして、その部分が溶解されることや、マスクされていない不適合な部分が残ることを防ぐこともできる。接合材の残存する部分は、接合部の少なくとも２つの部材の間の構造的接合を与える。工程（ｂ）は、具体的に、約７７５°Ｆから９５０°Ｆ、好ましくは約８００°Ｆで洗浄する工程である。洗浄時間は２時間までであるが、その他の条件に応じて、５分から１０分の間の場合もある。また、少なくとも前記洗浄液の副生成物か航空宇宙用部材の接合部からの汚染物質のいずれか一方を第２の洗浄液を用いて除去することを含んでもよい。第２の洗浄液を用いる工程は、２時間までの所定時間量の間、場合によっては３分から５分の間、かつ２１２°Ｆまで、あるいは６０°Ｆから９０°Ｆの間の所定温度で行われる。第２の洗浄液は少なくとも１種の酸を含んでもよい。酸の例としては硝酸があげられ、その量は約２８容量％から５０容量％、好ましくは、約４０容量％である。また、第２の洗浄液はフッ化水素酸を含んでもよく、その量は１．５容量％から５．１容量％、好ましくは、約２．０容量％から３．０容量％である。第２の洗浄液は、１００ガロンごとに、２．５ガロンまでの硝酸と、８３ガロンまでのフッ化水素酸と１３０から１４０ポンドの無水塩化第二鉄と残余の水を含むものを提供してもよい。
【０００７】
本発明の第２の態様は、
第１と第２のろう付け工程のそれぞれにおいて、第１と第２のろう付け材を少なくとも２つの部材の間に堆積させることと、
前記少なくとも２つの部材の間に、第１と第２のろう付け材を用いてろう付け接合部を形成すること、
を含んでなることを特徴とする、部材の接合方法である。第１と第２のろう付け接合工程のいずれか一方は、少なくとも２つの部材を使用した後に実施してよい。この方法の一例として、本質的に前記第１のろう付け材のみからなるろう付け接合部を形成し、その後、前記第１のろう付け材の一部を除去し、かつ、前記第１のろう付け材を除去したことによって残された空洞内に、第２のろう付け材を堆積させることを含むものであってよい。この方法は又、前記第１と第２のろう付け材の間に金属層を堆積させることを含んでもよい。第１と第２のろう付け材は互いの化学組成がほぼ同等であってよい。２つの部材としては、例として航空宇宙用部材があげられる。そのような部材としては、ガスタービン・エンジンのエアフォイル・ベーンとシュラウドなどが含まれる。また、第１のろう付け工程は、最初の製造工程、即ち、最初に部材が製造される間に行われ、かつ、第２のろう付け工程は部材の補修中に行われるものであってよい。
【０００８】
本発明の第３の態様は、
ろう付け接合部の不適合な部分を除去することと、
前記不適合な部分を適合な部分と置き換えるために物品をろう付けすることを含み、
前記不適合な部分は前記ろう付け接合部全部より小さいことを特徴とする、ろう付け接合部を有する物品の補修方法である。この補修方法は、ろう付け接合部から他の部分を除去することなく不適合な部分だけを選択的に除去することを含む。その際、他の部分を除去するのを防ぐために、そのような他の部分をマスキングしてもよい。そのような他の部分とは、少なくとも第２のろう付け接合部か、又は不適合な部分を含まないろう付け接合部のうちのいずれか一方である。不適合な部分が除去された後もろう付け接合部が構造的接合を維持する。
【０００９】
本発明の第４の態様は、
第１の航空宇宙用部材と、
接合部において第１の航空宇宙用部材に接合される第２の航空宇宙用部材を含み、前記接合部は、第１のろう付け工程による第１のろう付け材と第２のろう付け工程による第２のろう付け材とを含んでなることを特徴とする、航空宇宙用アッセンブリである。第１のろう付け工程と第２のろう付け工程は、異なる時間において別々に行われるものであってよい。また、第１のろう付け工程か又は第２のろう付け工程のいずれか一方が、第１の航空宇宙用部材と第２の航空宇宙用部材がガスタービン・エンジンに組み込まれた後に行われるものであってよい。また、このアッセンブリは、第１のろう付け材と第２のろう付け材の間に、ニッケルなどを含む金属層が含まれるものであってもよい。ここで、第１のろう付け材と第２のろう付け材は異なる組成を有してもよい。また、一例として、第１の航空宇宙用部材はエアフォイル・ベーンを含んでなり、かつ第２の航空宇宙用部材がシュラウドを含んでなるアッセンブリである。第１のろう付け工程は最初の製造工程、即ち、部材が最初に製造される間に行われ、かつ、第２のろう付け工程が補修中に行われるものであってもよい。
【００１０】
本発明のろう付け接合部を補修する方法並びにそれによって補修された接合部は、航空宇宙用アッセンブリの第１の部材と第２の部材の間における接合部の、第１の接合材の不適合な部分を除去すること、及びその接合部を洗浄することを含んでなる。第１の接合材の不適合な部分を除去するのにストリッピング液を用いる。接合部を洗浄するのに第１の洗浄液を使用し、かつ、接合部をさらに洗浄するのに第２の洗浄液を使用する。再ろう付け工程の間、第１の接合部材と第２の接合部材を含む、第１の部材と第２の部材の間に新たな接合（接合部）を形成するために、除去工程において除去された不適合な部分によって残された空洞に第２の接合材を移動させる。
【００１１】
一例において、ストリッピング液は、酸性であり、かつ、第１の接合材の不適合な部分を溶解するものである。接合部中に第１の部材と第２の部材の間の構造的結合を維持するのに残存する第１の接合材は、第１の部材が第２の部材から切り離されないよう十分残される。
【００１２】
他の例において、第１の洗浄液は、接合部から残存するストリッピング液を取り除き、接合部中の汚染物質を溶解することによって接合部を洗浄する、アルカリ金属溶融塩浴を含む。
【００１３】
また、別の例において、第２の洗浄液は、接合部から残存する第１の洗浄液を除去し、接合部からの汚染物質を溶解することによって接合部をさらに洗浄する、酸性溶液である。
【００１４】
さらに別の例において、再ろう付けの間の第２の接合材のぬれ性及び流動を助長するために、第１の接合材と第２の接合材の間に金属層が堆積される。
【００１５】
従って、本発明は、再ろう付け工程の前に、労力を要し、化学的及び機械的に接合材を除去するために第１の部材と第２の部材を完全に分解する必要性を排除することによって航空宇宙用アッセンブリの補修方法を単純化するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の様々な特徴並びに利点は、以下の、現時点で好ましい実施態様の詳細な説明から当業者等には明らかとなろう。詳細な説明に関連する図面については後述する。
【００１７】
図１は、ガスタービン・エンジンで利用される航空宇宙用アッセンブリ１０などの代表的な物品の概略的な断面図を示している。航空宇宙用アッセンブリ１０は、ろう付け接合部１６で第２の部材１４に固定された第１の部材１２を備えるが、この航空宇宙用アッセンブリ１０には、追加の部材やさらなるろう付け接合部が包含され得ることは理解されよう。一例において、航空宇宙用アッセンブリ１０は、圧縮機ベーン・アッセンブリなどのベーン・アセンブリであり、第１の部材１２は、ニッケル基合金製の圧縮機シュラウドであり、第２の部材１４は、ニッケル基合金製の圧縮機ベーンのエアフォイル翼であり、かつ、ろう付け接合部１６は、ニッケル基合金ろう付け材料を含むものである。ここで使用する用語「ろう付け（ｂｒａｚｅ）」は、公称温度約８４０°Ｆ（約４４８．８８９℃）より高い温度で実施される接合法によるもの、接合材料を液化し、２つの構成部材を液化することなく接合するよう液化した接合材料を十分に凝固する接合法によるもの、あるいは、少なくとも２つの異なる材料を接合する接合法によるもののいずれかの場合を意味する。
【００１８】
ろう付け接合部１６は、第１の部材１２と第２の部材１４の間に構造的接合を与えるろう付け材１８を含み、また、不適合な部分２０を含み得る。不適合な部分２０の例には、亀裂部分、空洞部分、腐食部分、あるいは、航空宇宙用アッセンブリ１０を現場で使用すること、や製造、又はその他の原因によって生じ得るその他の不備な部分を含む場合がある。不適合な部分２０の一例において、不適合な部分の寸法は、通常、数マイクロメータ台の顕微鏡的な寸法から、数センチメートル台の肉眼的な寸法の範囲にある。
【００１９】
図２は、ストリッピング液を用いて不適合な部分２０を除去した後の航空宇宙用アッセンブリ１０の例を示している。不適合な部分２０を除去することによって、かつて不適合な部分２０があった箇所に空洞２２が残される。ストリッピング液を使用する前に、少なくともストリッピング液で除去すべきではないろう付け接合部１６の一部分２６含むベーン・アッセンブリにマスク２４を適用する。マスク２４は又、ベーン・アッセンブリのその他の部分も覆ってもよい。一例では、マスク２４は、不適合な部分２０を除くろう付け接合部１６全体を覆う。これにより、部分２６のろう付け材１８を除去したり、あるいは何らかの悪影響を及ぼしたりすることなく選択的に不適合な部分２０を有利に除去できる。他の例においては、マスクを使用しなくてもよく、又、航空宇宙用アッセンブリ１０の補助的なろう付け接合部を覆うのに使用することもできる。
【００２０】
他の例においては、第１の部材１２が第２の部材１４から分離しないよう第１の部材１２と第２の部材１４の間の構造的接合を維持するため、ストリッピング液の使用後にろう付け接合部１６中に十分なろう付け材１８が残存する。構造的接合を維持することにより、完全に分離させないことによる利点が得られ、かつそれにより第１の部材１２と第２の部材１４を再度組み立てる必要がなくなる。
【００２１】
ストリッピング液の一例としては、酸性で、ろう付け接合部１６の不適合な部分２０を選択的に溶解するものである。即ち、ストリッピング液は、第１の部材１２及び第２の部材１４を構成する材料を溶解することなく、ろう付け材１８を溶解する。ストリッピング液に航空宇宙用アッセンブリ１０とろう付け接合部１６をさらす時間は、不適合な部分２０の寸法に相対する。さらす時間の例として、顕微鏡的な寸法の亀裂の場合で数日間台である。また、他の例では、さらす時間は、肉眼的な寸法の亀裂の場合で数分間台である。一般的に、小さい不適合な部分２０にストリッピング液を浸透させることはより困難であり、そのため、小さい不適合な部分２０中のろう付け材１８をストリッピング液に溶解させて、溶解したろう付け材１８を移動させて排除するのにより長い時間が必要となる場合が多い。ストリッピング工程によりいく分かの残滓Ｒが空洞２２に残存する場合がある。いくつかの例において、この残滓Ｒは水洗、あるいはその他の除去法によって取り除かれる。
【００２２】
図３は、洗浄工程中にある航空宇宙用アッセンブリ１０の一例を示している。洗浄工程の前に、約９００°Ｆ（約４８２．２２２℃）で燃焼することによってマスク２４が部分２６から除去されるが、酸性溶液やその他従来の除去技術を代わりに用いることも可能である。航空宇宙用アッセンブリ１０は、所定の洗浄温度であるチャンバ３４の内部にある間に、浸漬、すすぎ、吹き付けやその他のさらす方法によって洗浄液３２にさらされる。洗浄工程中に、洗浄液３２は、少なくとも残存しているストリッピング液、少なくともろう付け接合部１６からのいく分かの汚染物質、及びろう付け接合部１６に残存し得る残滓Ｒを取り除く。汚染物質には、酸化物、金属酸化物、腐食生成物、無機物質、現場での使用中に航空宇宙用アッセンブリ１０に堆積した物質、及び後続の再ろう付け工程におけるろう付け材の流動性及び湿潤性を妨害する汚染物質が包含される。
【００２３】
洗浄工程は、航空宇宙用アッセンブリ１０の可縮性の清浄な表面に対して利益をもたらす。即ち、洗浄工程は、ろう付け材１８のさらされた表面３６と第１の部材１２と第２の部材１４のさらされた表面３８から汚染物質を取り除く。清浄で、本質的に汚染物質のない表面３６，３８により、後続の再ろう付け工程における第１の部材１２と第２の部材１４の間の高品質なろう付け接合部の形成が助長される。ここで使用する用語「高品質（ｑｕａｌｉｔｙ）」とは、ろう付け材を有するろう付け接合部が、概して、大きな空洞など、重大な肉眼で見えるような大きさの不適合な部分を含まないことを意味する。
【００２４】
一例において、洗浄工程は、おおよそ７７５°Ｆ（約４１２．７７８℃）から９５０°Ｆ（約５１０℃）の範囲の所定の洗浄温度において、チャンバ３４内で行われる。所定の洗浄温度範囲内において、洗浄液は汚染物質を溶解するため、ろう付け接合部１６から汚染物質を除去することができる。他の例においては、所定の洗浄温度範囲内の選択された洗浄温度は、航空宇宙用アッセンブリ１０を洗浄液３２にさらす、洗浄時間に相対する。即ち、選択された洗浄温度が７７５°Ｆ（約４１２．７７８℃）付近である場合、ろう付け接合部１６を洗浄するのに数時間から数日間を要し、また、選択された洗浄温度が９５０°Ｆ（約５１０℃）付近である場合、ろう付け接合部１６を洗浄するのに数分間あるいは数秒間要するであろう。一例において、選択された洗浄温度が、約８００°Ｆ（約４２６．６６７℃）であれば、後続の再ろう付け工程で第１の部材１２と第２の部材１４の間に高品質のろう付け接合部を形成するよう、十分量の汚染物質をろう付け接合部１６から取り除くためには、洗浄液にさらす時間は５分から１０分間である。
【００２５】
洗浄液３２の一例としては、アルカリ金属溶融塩浴が包含される。溶融塩浴は、主要な成分としてアルカリ金属を含むが、洗浄液３２の他の例では、アルカリ金属に加えてさらに、改質化学物質及び／又はその他の塩を含む。好ましくは、洗浄液３２のアルカリ金属は、アルカリ水酸化物又はアルカリ硝酸塩であるが、その他のアルカリ金属洗浄液を使用することも可能である。アルカリ金属洗浄液３２は、２つの点でろう付け接合部１６を洗浄することができる。第１に、アルカリ金属洗浄液３２は、ろう付け接合部１６中の汚染物質を溶解し、溶解された汚染物質を移動してろう付け接合部１６から除く。第２に、アルカリ金属洗浄液３２は又、ろう付け接合部１６中に残存する酸性のストリッピング液を中和して運び去り、それにより、酸性のストリッピング液によってろう付け材１８がさらに除去されたり、汚染物質の除去を妨害されたりするのを防ぐことができる。
【００２６】
他の例においては、航空宇宙用アッセンブリ１０のすすぎ及び急冷を行う追加の工程が、洗浄工程に付随する。航空宇宙用アッセンブリ１０を、冷却水ですすぐことにより、少なくとも洗浄液３２とろう付け接合部１６からの溶解された汚染物質が除去され、かつ航空宇宙用アッセンブリ１０が冷却される。
【００２７】
図４は、第２の洗浄工程中にある航空宇宙用アッセンブリ１０の一例を示している。航空宇宙用アッセンブリ１０は、所定の第２の洗浄温度にあるチャンバ５０の内部にある間に、浸漬、リンス、吹き付けあるいはその他のさらす方法によって第２の洗浄液４８にさらされる。第２の洗浄工程の間、第２の洗浄液４８は、残存する第１の洗浄液３２と第１の洗浄工程による副生成物、並びに第１の洗浄工程でて残った汚染物質を除去する。従って、第２の洗浄工程は、航空宇宙用アッセンブリ１０の表面をさらに洗浄する。即ち、第２の洗浄工程は、さらされた表面３６，３８から汚染物質をさらに除去し、かつ、後続の再ろう付け工程における第１の部材１２と第２の部材１４の間の高品質なろう付け接合部の形成を助長する。
【００２８】
一例において、第２の洗浄工程は、おおよそ室温（６０°Ｆ（約１５．５５５６℃））から２１２°Ｆ（約１００℃）までの間の所定の第２の洗浄温度において、チャンバ５０内で行われる。所定の第２の洗浄温度において、第２の洗浄液は汚染物質を溶解するため、ろう付け接合部１６から汚染物質を除去することができる。いくつかの例において、所定の第２の洗浄温度の範囲内で選択された第２の洗浄温度は、航空宇宙用アッセンブリ１０を第２の洗浄液４８にさらす洗浄時間に相対する。即ち、選択された第２の洗浄温度が室温付近であれば、ろう付け接合部１６を洗浄するのに数時間を要し、また、選択された第２の洗浄温度が２１２°Ｆ（約１００℃）付近であれば、ろう付け接合部１６を洗浄するのに数分あるいは数秒を要する。一例において、選択された第２の洗浄温度が６０°Ｆ（約１５．５５５６℃）から９０°Ｆ（約３２．２２２℃）であるとき、後続の再ろう付け工程における第１の部材１２と第２の部材１４の間に高品質のろう付け接合部を形成するために、ろう付け接合部１６から汚染物質をさらに除去するのにさらす洗浄時間は３分から５分である。
【００２９】
一例において、第２の洗浄液４８は、硝酸、フッ化水素酸及び水の組み合わせを有する酸性液を包含する。しかしながら、他の例では、第２の洗浄液４８は、単一の酸、他の酸、及び／又は改質化学物質を包含する。好ましくは、第２の洗浄液４８は、２８容量％から５０容量％の硝酸、１．５容量％から５．１容量％のフッ化水素酸、及び残余の水を含む。フッ化水素酸は、市販のものをそのまま第２の洗浄液４８に添加してよく、通常、約４９％から７０％の濃度を有するが、他の濃度であってもよく、それに従って第２の洗浄液４８中のフッ化水素酸の量を再計算してよい。いくつかの異なる酸の組み合わせを用いることにより、ろう付け接合部１６に残存する汚染物質及び／又は、溶解されたろう付け接合部１６中の種々の汚染物質を除去するのに役立つ。一例において、第２の洗浄液４８は、約４０容量％の硝酸、約２．０容量％から３．０容量％のフッ化水素酸、及び残余の水を含む。
【００３０】
その他の、残存する洗浄液３２と第２の洗浄工程による副生成物、並びに第１の洗浄工程で残存した汚染物質を除去するための代表的な第２の洗浄液４８は、塩化第二鉄を含む。第２の洗浄液４８は、１００ガロン（約３７８．５リトル）ずつ、容積配合（ｂｕｌｋ ｒｅｃｉｐｅ）に従って製造される。容積配合には、２．５ガロン（約９．４６２５リットル）までの硝酸、８３ガロン（約３１４．１５５リットル）までのフッ化水素酸、１３０ポンド（約５８．９６８ｋｇ）から１４０ポンド（約６３．５０４ｋｇ）の無水塩化第二鉄及び残余の水を含まれる。
【００３１】
他の例において、航空宇宙用アッセンブリ１０をすすぎかつ乾燥する追加の工程が第２の洗浄工程に付随する。航空宇宙用アッセンブリ１０を水ですすぐことにより、第２の洗浄液の少なくとも一部及びろう付け接合部１６中から溶解された汚染物質を除去することができる。乾燥には圧縮空気を航空宇宙用アッセンブリ１０に吹き付けることを含み、それにより少なくとも残存するすすぎに用いられた水を除去することができる。航空宇宙用アッセンブリ１０は、次の工程にすぐに供することができるよう、空気乾燥によってさらに乾燥することができる。
【００３２】
図５は、再ろう付け工程中にある航空宇宙用アッセンブリ１０の一例を示している。再ろう付け工程において、第２のろう付け材６０が、ろう付け接合部１６に隣接して配置される。第２のろう付け材６０は、は、本質的にろう付け材１８の組成と同等の組成を有するが、代替的に、ろう付け材１８とは異なる組成を有することもできる。航空宇宙用アッセンブリ１０、ろう付け接合部１６及び第２のろう付け材６０は、第２のろう付け材を液化するろう付け温度まで加熱され、図６に示すように、不適合な部分２０を取り除いてできた空洞２２内に第２のろう付け材６０を移動させる。次いで、航空宇宙用アッセンブリ１０を冷却して、第２のろう付け材６０を凝固し、ろう付け材１８と第２のろう付け材６０を含む新たなろう付け接合部６２を形成する。ろう付け材１８と第２のろう付け材６０が、第１の部材１２と第２の部材１４を接合する。
【００３３】
一例において、第２のろう付け材６０は、空洞２２の表面を湿らせて、空洞２２内へ流れ、空洞２２を完全に満たす。前の洗浄工程及び第２の洗浄工程により、第２のろう付け材６０が表面６４を湿らせて空洞２２内へ流れて空洞２２を完全に満たすのを妨害する可能性のある汚染物質の少なくとも一部を除去することができる。得られた新たなろう付け接合部６２は、概して、肉眼で見えるような大きさの空洞といった重大な不適合な部分のないものである。
【００３４】
あるいは又、図７に示すように、再ろう付け工程の前に、ろう付け材１８と第２のろう付け材６０の間に金属層６６を堆積させることもできる。金属層６６は、再ろう付け工程中に、第２のろう付け材６０が表面６４を湿らせて空洞２２内へ流れるのをさらに助長する。金属層６６の例としてはニッケルが包含され、めっき法などの既知の方法で堆積される。しかしながら、その他の金属層を異なる堆積法を用いて堆積させてもよいことは理解されよう。
【００３５】
上述のように、本発明によれば、再ろう付け工程の前に労力を要し、化学的、機械的にろう付け材１８を取り除いて第１の部材１２と第２の部材１４を完全に分解する必要性を排除することによって、航空宇宙用アッセンブリ１０の補修を単純化することができる。
【００３６】
実施態様により、特定の構成部材の配置・アレンジメントを例示しているが、他のアレンジメントによっても本発明の利点が得られることは理解されたい。
【００３７】
特定の工程順序を示し、説明しているが、別段示すことなく、かつ、本発明の利益を得られる限り、それぞれの工程はいずれの順で実施しても、別々に実施しても、又、組み合わせて実施してもよいことは理解されたい。
【００３８】
本発明の好ましい実施態様を説明してきたが、本発明の範囲内における変更は実現可能であることは当業者であれば認識しているであろう。そのため、本発明の真の範囲と内容は、特許請求項の範囲の記載を検証することによって確認すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】代表的な航空宇宙用アッセンブリの概略的な断面図である。
【図２】不適合な部分を除去した後の図１の航空宇宙用アッセンブリの概略的な断面図である。
【図３】洗浄工程中の図２の航空宇宙用アッセンブリの一例を示す図である。
【図４】第２の洗浄工程中の図３の航空宇宙用アッセンブリの一例を示す図である。
【図５】再ろう付け工程中の図４の航空宇宙用アッセンブリの一例を示す図である。
【図６】再ろう付け工程後の図５の航空宇宙用アッセンブリの一例を示す図である。
【図７】第１のろう付け材と第２のろう付け材の間に堆積させた金属層の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…航空宇宙用アッセンブリ
１２…第１の部材
１４…第２の部材
１６…ろう付け接合部
１８…ろう付け材
２６…部分
３２…洗浄液
３４…チャンバ
３６，３８…表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ） 接合部から接合材の一部を除去する工程と、
（ｂ） 接合部中に残存する接合材を洗浄する工程、
を含んでなることを特徴とする、航空宇宙用部品の接合部を補修する方法。
【請求項２】
前記接合部がろう付け接合部であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記航空宇宙用部品が、少なくとも１つのエアフォイル・ベーンと、少なくとも１つのシュラウドを有するベーン・アッセンブリであり、かつ、前記接合材はニッケルベースのろう付け材であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記除去する工程（ａ）が、前記接合材の少なくとも不適合な部分を除去することを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも不適合な部分を酸性のストリッピング液で溶解することを含むことを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
ろう付け接合部の少なくとも適合な部分にマスキングをすることにより、適合な部分が溶解されること、及びマスクされていない不適合な部分が残ることを防ぐことを含むことを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記接合材の残存する部分が、接合部の少なくとも２つの部材の間の構造的接合を与えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）が、約７７５°Ｆから９５０°Ｆの温度で洗浄することを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）が、約８００°Ｆで洗浄することを含むことを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ）が、洗浄液を用いて所定時間量の間、前記接合部から汚染物質を除去することを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記汚染物質は、前記除去する工程（ａ）中で使用されるストリッピング液を含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記所定時間量が２時間までであることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記所定時間量が５分から１０分の間であることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記汚染物質が酸化物を含み、かつ前記除去する工程が該酸化物を溶解することを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記洗浄液としてアルカリ金属を含む溶解塩浴を提供することを含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
前記洗浄液としてアルカリ水酸化物を含む溶解塩浴を提供することを含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
前記洗浄液としてアルカリ硝酸塩を含む溶解塩浴を提供することを含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも前記洗浄液の副生成物か航空宇宙用部材の接合部からの汚染物質のいずれか一方を第２の洗浄液を用いて除去することを含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の洗浄液を用いる工程が、２時間までの所定時間量の間、かつ２１２°Ｆまでの所定温度で行われることを特徴とする、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記所定時間量が３分から５分の間であることを特徴とする、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記所定温度が６０°Ｆから９０°Ｆの間であることを特徴とする、請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１種の酸を前記第２の洗浄液に供給し、かつ、少なくとも前記副生成物か汚染物質のいずれか一方を溶解することを含むことを特徴とする、請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の洗浄液に硝酸を供給することを含むことを特徴とする、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
約２８容量％から５０容量％の硝酸を供給することを含むことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
約４０容量％の硝酸を供給することを含むことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
前記第２の洗浄液にフッ化水素酸を供給することを含むことを特徴とする、請求項２２記載の方法。
【請求項２７】
約１．５容量％から５．１容量％のフッ化水素を供給することを含むことを特徴とする、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
約２．０容量％から３．０容量％のフッ化水素を供給することを含むことを特徴とする、請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
前記第２の洗浄液として、約２８容量％から５０容量％の硝酸と、約１．５容量％から５．１容量％のフッ化水素と、水を提供することを含むことを特徴とする、請求項２２記載の方法。
【請求項３０】
１００ガロンごとに、２．５ガロンまでの硝酸と、８３ガロンまでのフッ化水素酸と１３０から１４０ポンドの無水塩化第二鉄と残余の水を含んでなる前記第２の洗浄液を提供することを含むことを特徴とする、請求項２２記載の方法。
【請求項３１】
前記残存する接合材の上に金属層を堆積させることを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３２】
前記残存する接合材の上に金属層を堆積させることを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３３】
第１と第２のろう付け工程のそれぞれにおいて、第１と第２のろう付け材を少なくとも２つの部材の間に堆積させることと、
前記少なくとも２つの部材の間に、第１と第２のろう付け材を用いてろう付け接合部を形成すること、
を含んでなることを特徴とする、部材の接合方法。
【請求項３４】
前記第１と第２のろう付け接合工程のいずれか一方を、前記少なくとも２つの部材を使用した後に実施することを含むことを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
本質的に前記第１のろう付け材のみからなるろう付け接合部を形成し、その後、前記第１のろう付け材の一部を除去し、かつ、前記第１のろう付け材を除去したことによって残された空洞内に、第２のろう付け材を堆積させることを含むことを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
前記第１と第２のろう付け材の間に金属層を堆積させることを含むことを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
互いの化学組成がほぼ同等である第１と第２のろう付け材を供給することを含むことを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３８】
前記２つの部材が航空宇宙用部材であることを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３９】
前記航空宇宙用部材が、ガスタービン・エンジンのエアフォイル・ベーンとシュラウドであることを特徴とする、請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記第１のろう付け工程が最初の製造工程中に行われ、かつ、第２のろう付け工程が補修中に行われることを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項４１】
ろう付け接合部の不適合な部分を除去することと、
前記不適合な部分を適合な部分と置き換えるために物品をろう付けすることを含み、
前記不適合な部分は前記ろう付け接合部全部より小さいことを特徴とする、ろう付け接合部を有する物品の補修方法。
【請求項４２】
前記ろう付け接合部から他の部分を除去することなく不適合な部分だけを選択的に除去することを含むことを特徴とする、請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
前記他の部分を除去するのを防ぐために、該他の部分をマスキングすることを含むことを特徴とする、請求項４２記載の方法。
【請求項４４】
前記他の部分が、少なくとも第２のろう付け接合部か、又は不適合な部分を含まないろう付け接合部のうちのいずれか一方であることを特徴とする、請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
前記ろう付け接合部が、前記不適合な部分が除去された後も構造的接合を維持することを特徴とする、請求項４１記載の方法。
【請求項４６】
第１の航空宇宙用部材と、
接合部において第１の航空宇宙用部材に接合される第２の航空宇宙用部材を含み、前記接合部は、第１のろう付け工程による第１のろう付け材と第２のろう付け工程による第２のろう付け材とを含んでなることを特徴とする、航空宇宙用アッセンブリ。
【請求項４７】
前記第１のろう付け工程と第２のろう付け工程が、異なる時間において別々に行われることを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【請求項４８】
前記第１のろう付け工程か又は第２のろう付け工程のいずれか一方が、前記第１の航空宇宙用部材と第２の航空宇宙用部材がガスタービン・エンジンに組み込まれた後に行われることを特徴とする、請求項４７記載のアッセンブリ。
【請求項４９】
前記第１のろう付け材と第２のろう付け材の間に金属層を含むことを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【請求項５０】
前記金属層がニッケルを含んでなることを特徴とする、請求項４９記載のアッセンブリ。
【請求項５１】
前記第１のろう付け材と第２のろう付け材が異なる組成を有することを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【請求項５２】
前記第１の航空宇宙用部材がエアフォイル・ベーンを含んでなり、かつ前記第２の航空宇宙用部材がシュラウドを含んでなることを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【請求項５３】
前記第１のろう付け工程が最初の製造工程中に行われ、かつ、第２のろう付け工程が補修中に行われることを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【請求項１】
（ａ） 接合部から接合材の一部を除去する工程と、
（ｂ） 接合部中に残存する接合材を洗浄する工程、
を含んでなることを特徴とする、航空宇宙用部品の接合部を補修する方法。
【請求項２】
前記接合部がろう付け接合部であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記航空宇宙用部品が、少なくとも１つのエアフォイル・ベーンと、少なくとも１つのシュラウドを有するベーン・アッセンブリであり、かつ、前記接合材はニッケルベースのろう付け材であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記除去する工程（ａ）が、前記接合材の少なくとも不適合な部分を除去することを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも不適合な部分を酸性のストリッピング液で溶解することを含むことを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
ろう付け接合部の少なくとも適合な部分にマスキングをすることにより、適合な部分が溶解されること、及びマスクされていない不適合な部分が残ることを防ぐことを含むことを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記接合材の残存する部分が、接合部の少なくとも２つの部材の間の構造的接合を与えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）が、約７７５°Ｆから９５０°Ｆの温度で洗浄することを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）が、約８００°Ｆで洗浄することを含むことを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ）が、洗浄液を用いて所定時間量の間、前記接合部から汚染物質を除去することを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記汚染物質は、前記除去する工程（ａ）中で使用されるストリッピング液を含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記所定時間量が２時間までであることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記所定時間量が５分から１０分の間であることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記汚染物質が酸化物を含み、かつ前記除去する工程が該酸化物を溶解することを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記洗浄液としてアルカリ金属を含む溶解塩浴を提供することを含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
前記洗浄液としてアルカリ水酸化物を含む溶解塩浴を提供することを含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
前記洗浄液としてアルカリ硝酸塩を含む溶解塩浴を提供することを含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも前記洗浄液の副生成物か航空宇宙用部材の接合部からの汚染物質のいずれか一方を第２の洗浄液を用いて除去することを含むことを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の洗浄液を用いる工程が、２時間までの所定時間量の間、かつ２１２°Ｆまでの所定温度で行われることを特徴とする、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記所定時間量が３分から５分の間であることを特徴とする、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記所定温度が６０°Ｆから９０°Ｆの間であることを特徴とする、請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１種の酸を前記第２の洗浄液に供給し、かつ、少なくとも前記副生成物か汚染物質のいずれか一方を溶解することを含むことを特徴とする、請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の洗浄液に硝酸を供給することを含むことを特徴とする、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
約２８容量％から５０容量％の硝酸を供給することを含むことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
約４０容量％の硝酸を供給することを含むことを特徴とする、請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
前記第２の洗浄液にフッ化水素酸を供給することを含むことを特徴とする、請求項２２記載の方法。
【請求項２７】
約１．５容量％から５．１容量％のフッ化水素を供給することを含むことを特徴とする、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
約２．０容量％から３．０容量％のフッ化水素を供給することを含むことを特徴とする、請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
前記第２の洗浄液として、約２８容量％から５０容量％の硝酸と、約１．５容量％から５．１容量％のフッ化水素と、水を提供することを含むことを特徴とする、請求項２２記載の方法。
【請求項３０】
１００ガロンごとに、２．５ガロンまでの硝酸と、８３ガロンまでのフッ化水素酸と１３０から１４０ポンドの無水塩化第二鉄と残余の水を含んでなる前記第２の洗浄液を提供することを含むことを特徴とする、請求項２２記載の方法。
【請求項３１】
前記残存する接合材の上に金属層を堆積させることを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３２】
前記残存する接合材の上に金属層を堆積させることを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３３】
第１と第２のろう付け工程のそれぞれにおいて、第１と第２のろう付け材を少なくとも２つの部材の間に堆積させることと、
前記少なくとも２つの部材の間に、第１と第２のろう付け材を用いてろう付け接合部を形成すること、
を含んでなることを特徴とする、部材の接合方法。
【請求項３４】
前記第１と第２のろう付け接合工程のいずれか一方を、前記少なくとも２つの部材を使用した後に実施することを含むことを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
本質的に前記第１のろう付け材のみからなるろう付け接合部を形成し、その後、前記第１のろう付け材の一部を除去し、かつ、前記第１のろう付け材を除去したことによって残された空洞内に、第２のろう付け材を堆積させることを含むことを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
前記第１と第２のろう付け材の間に金属層を堆積させることを含むことを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
互いの化学組成がほぼ同等である第１と第２のろう付け材を供給することを含むことを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３８】
前記２つの部材が航空宇宙用部材であることを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項３９】
前記航空宇宙用部材が、ガスタービン・エンジンのエアフォイル・ベーンとシュラウドであることを特徴とする、請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記第１のろう付け工程が最初の製造工程中に行われ、かつ、第２のろう付け工程が補修中に行われることを特徴とする、請求項３３記載の方法。
【請求項４１】
ろう付け接合部の不適合な部分を除去することと、
前記不適合な部分を適合な部分と置き換えるために物品をろう付けすることを含み、
前記不適合な部分は前記ろう付け接合部全部より小さいことを特徴とする、ろう付け接合部を有する物品の補修方法。
【請求項４２】
前記ろう付け接合部から他の部分を除去することなく不適合な部分だけを選択的に除去することを含むことを特徴とする、請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
前記他の部分を除去するのを防ぐために、該他の部分をマスキングすることを含むことを特徴とする、請求項４２記載の方法。
【請求項４４】
前記他の部分が、少なくとも第２のろう付け接合部か、又は不適合な部分を含まないろう付け接合部のうちのいずれか一方であることを特徴とする、請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
前記ろう付け接合部が、前記不適合な部分が除去された後も構造的接合を維持することを特徴とする、請求項４１記載の方法。
【請求項４６】
第１の航空宇宙用部材と、
接合部において第１の航空宇宙用部材に接合される第２の航空宇宙用部材を含み、前記接合部は、第１のろう付け工程による第１のろう付け材と第２のろう付け工程による第２のろう付け材とを含んでなることを特徴とする、航空宇宙用アッセンブリ。
【請求項４７】
前記第１のろう付け工程と第２のろう付け工程が、異なる時間において別々に行われることを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【請求項４８】
前記第１のろう付け工程か又は第２のろう付け工程のいずれか一方が、前記第１の航空宇宙用部材と第２の航空宇宙用部材がガスタービン・エンジンに組み込まれた後に行われることを特徴とする、請求項４７記載のアッセンブリ。
【請求項４９】
前記第１のろう付け材と第２のろう付け材の間に金属層を含むことを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【請求項５０】
前記金属層がニッケルを含んでなることを特徴とする、請求項４９記載のアッセンブリ。
【請求項５１】
前記第１のろう付け材と第２のろう付け材が異なる組成を有することを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【請求項５２】
前記第１の航空宇宙用部材がエアフォイル・ベーンを含んでなり、かつ前記第２の航空宇宙用部材がシュラウドを含んでなることを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【請求項５３】
前記第１のろう付け工程が最初の製造工程中に行われ、かつ、第２のろう付け工程が補修中に行われることを特徴とする、請求項４６記載のアッセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１２５４０４（Ｐ２００６−１２５４０４Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１５５７２（Ｐ２００５−３１５５７２）
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（５９０００５４４９）ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション (581)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＴＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（５９０００５４４９）ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション (581)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＴＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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