[發(fā)明專(zhuān)利]在開(kāi)口上進(jìn)行焊接包覆的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610893721.9
• 申請(qǐng)日: 2016-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106964860B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 格拉爾德·J·布魯克;艾哈邁德·卡梅爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西門(mén)子能源有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K1/00
• 分類(lèi)號(hào): B23K1/00;B23K3/08
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;蘇虹

本發(fā)明涉及在開(kāi)口上進(jìn)行焊接包覆的方法，所述方法包括：用支承結(jié)構(gòu)(72)跨越相對(duì)較大的開(kāi)口(50)，以將相對(duì)較大的開(kāi)口劃分成多個(gè)相對(duì)較小的開(kāi)口(78)；將超級(jí)合金粉末設(shè)置成跨過(guò)較小的開(kāi)口并與支承結(jié)構(gòu)接觸；以及使超級(jí)合金粉末熔融，以形成跨越開(kāi)口并且冶金地結(jié)合至支承結(jié)構(gòu)的包覆層(104)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般性涉及焊接領(lǐng)域，并且更具體地涉及利用下層支承布置而在開(kāi)口上方進(jìn)行焊接包覆的方法。

背景技術(shù)

諸如燃?xì)鉁u輪葉片的薄壁結(jié)構(gòu)的修復(fù)通常需要挖去延伸穿過(guò)該結(jié)構(gòu)的缺陷。所導(dǎo)致的開(kāi)口/孔必須用匹配的材料或近似匹配的材料重新填充，以確保結(jié)構(gòu)的完整性。小的開(kāi)口可以在熔融金屬相對(duì)于鄰接的基底的表面張力足以阻止熔融金屬由于重力而穿過(guò)該開(kāi)口滴落的情況下用焊接金屬“橋接”。然而，該技術(shù)對(duì)相對(duì)較大的開(kāi)口不起作用。

原則上，大的開(kāi)口可以與固體預(yù)成形修復(fù)材料定制配合，該固體預(yù)成形修復(fù)材料隨后通過(guò)周邊焊接接頭被焊接到開(kāi)口中。這種做法繁瑣、昂貴，并且在開(kāi)口的形狀被確定之后需要制造預(yù)成形件，或者相反地，需要使開(kāi)口成形為適應(yīng)預(yù)定的預(yù)成形件形狀。這種較大的預(yù)成形材料的固有限制還可能在該材料由于焊接而收縮時(shí)引起開(kāi)裂。替代性地，大的開(kāi)口可以用圍繞該開(kāi)口的周緣設(shè)置的許多較小的焊道來(lái)逐漸地填充，直到該開(kāi)口用填充金屬填滿為止。然而，這種方法也繁瑣、昂貴，并且當(dāng)添加了多層時(shí)受到焊接材料塌陷的影響。

用于通過(guò)焊接來(lái)橋接大的開(kāi)口的替代技術(shù)包括使用背襯材料如陶瓷或匹配的合金板。然而，對(duì)于關(guān)鍵設(shè)計(jì)而言，這些背襯板必須被移除。例如，如果背襯板保留，則該背襯板形成保留的應(yīng)力梯級(jí)(stress risers)，并且該背襯板增加了質(zhì)量，這在包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的許多應(yīng)用中可能是不期望的。許多部件構(gòu)造成使得一旦包覆層形成，修復(fù)件的背側(cè)不容易接近，并且因此，這種背襯技術(shù)不可行。

另一替代的橋接技術(shù)涉及在開(kāi)口內(nèi)包括部分熔合的焊接填料并在焊接填料上面進(jìn)行焊接以橋接該開(kāi)口。這種做法被稱(chēng)為填料焊接(slugging)并且通常導(dǎo)致不符合設(shè)計(jì)、圖紙或規(guī)格要求的焊接接頭。因此，在該領(lǐng)域中仍存在改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施方案涉及一種方法，尤其是包括下列步驟的方法：

用支承結(jié)構(gòu)(72)跨越相對(duì)較大的開(kāi)口(50)，以將該相對(duì)較大的開(kāi)口分成多個(gè)相對(duì)較小的開(kāi)口(78)；

使合金填料在與支承結(jié)構(gòu)接觸并由該支承結(jié)構(gòu)支承的情況下熔融，以形成橫跨各個(gè)相對(duì)較小的開(kāi)口的熔池；以及

使熔池冷卻并凝固，以形成跨越相對(duì)較大的開(kāi)口并且與支承結(jié)構(gòu)冶金結(jié)合的包覆層(104)。

附圖說(shuō)明

在以下描述中基于附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，附圖示出：

圖1為移除梢端帽(tip cap)之后的傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的俯視圖。

圖2為利用第一現(xiàn)有技術(shù)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行的失敗修復(fù)嘗試的截面圖；

圖3為利用第二現(xiàn)有技術(shù)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行的失敗修復(fù)嘗試的截面圖；

圖4示出了包覆支承布置的示例性實(shí)施方案的俯視圖；

圖5示出了包覆支承布置的替代的示例性實(shí)施方案的俯視圖；

圖6示意性地示出了包覆支承布置的替代的示例性實(shí)施方案的俯視圖；

圖7示意性地示出了圖6的支承布置的側(cè)截面圖；

圖8示意性地示出了利用本文中公開(kāi)的方法生產(chǎn)的修復(fù)件的側(cè)截面圖；

圖9示意性地示出了利用本文中公開(kāi)的方法生產(chǎn)的部件。

具體實(shí)施方式