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用于部件表面的覆盖

阅读:963发布:2020-05-13

专利汇可以提供用于部件表面的覆盖专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用于部件表面的 覆盖 层 ,作为部件本体或相邻部件加工过程中炽热金属喷溅物的防护层。所述覆盖层的材料是一种具有 橡胶 弹性的,以黏接/粘贴方式固定在构件上并可从构件上再次剥离下来的塑料,它具有足够高的耐温性,所述覆盖层面对构件的几何形状精确地与构件表面的几何形状相吻合,所述覆盖层的厚度与具有最大 能量 的金属喷溅物的能量含量相匹配,在任何 位置 上厚度都不小于一个特定的最小尺寸。,下面是用于部件表面的覆盖专利的具体信息内容。

1、一种用于部件表面的覆盖层,其防止部件在部件本体或相邻部件加 工过程中受到因局部产生的熔融液态材料而形成的炽热金属喷溅物的损害,用 以避免金属喷溅物与部件之间的金属接触和构件局部大量受热,其特征是:
a)所述覆盖层(1、2)的材料是一种具有橡胶弹性的,以黏接/粘贴方式 固定在构件(9、10)上并可从构件上再次剥离下来的塑料,它具有足够高的 耐温性,
b)所述覆盖层(1、2)面对构件一侧的几何形状精确地与构件表面(14、 15)的几何形状相吻合,并且
c所述覆盖层(1、2)的厚度(D1、D2)与所预计的具有最大能量的金 属喷溅物的能量含量包括动能相匹配,所以在被保护的部件表面(14、15)的 任何位置上所述厚度都不小于一个特定的最小尺寸。
2、如权利要求1所述的覆盖层,其特征是,所述覆盖层(1、2)用 橡胶制成,它实际上不会释放出可影响部件表面(14、15)的液态成分。
3、如权利要求1或2所述的覆盖层,其特征是,所述覆盖层(1、2)作为 可多次使用的具有自稳定生质的整合件构成。
4、如权利要求1或2所述的覆盖层,其特征是,所述覆盖层的厚度(D1、 D2)在被保护的部件表面(14、15)的任何位置上至少大致相等。
5、如权利要求1或2所述的覆盖层,用于制造燃气轮机转子,即采 用旋转摩擦焊接法连接以同轴方式顺序排列的具有中心孔的片状部件,其特征 是,所述覆盖层(1、2)具有轮毂形状的,与构件(9、10)上的孔(12、13) 以形状连接方式嵌合的,用于承受离心的部分(3、4)。
6、如权利要求5所述的覆盖层,其特征是,所述轮毂形状的部分(3、4) 借助形状为刚性的盖子(5、6)防止穿通。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种用于保护部件表面免于炽热金属喷溅物的覆盖层。

背景技术

主要用于部件在焊接加工中作为炽热金属喷溅物防护层的表面覆盖层已是 公知技术。这种技术的变化较多,从单件制造和小批量生产所用的临时性方案, 如以胶带方式固定的铝膜,一直到大批量生产所用的复杂方案,如制复合 结构的方式,它与被防护部件用螺栓固定在一起。
经常出现的情况是,在部件需要进行焊接连接的附近部位已经存在精加工 或加工完毕的表面。如果有焊接喷溅物落到这些表面上,则会首先在部件局部 上熔化而后被固化在上面。除掉这种冷却后的喷溅物十分麻烦,例如需要进行 车削铣削或磨削。经常还有残留的缺口、边缘或凸起,它们至少会对部件的 外观/美观产生不利影响。更加不利的是可能在冶金学方面的影响。由于大量的 高温焊接喷溅物产生的强烈局部受热可导致晶格结构发生改变,对强度/耐久性 造成不利影响,例如在有限的局部范围出现晶粒变粗、脆化、硬化、退火、收 缩,形成缩孔和裂纹等。这种缺陷部位可由于裂纹的产生和生长,使部件出现 变形或断裂,最终使部件报废。各种表面涂层同样会受到焊接喷溅物的局部损 坏和破坏。所以在许多情况下要求在部件上设置隔离层,以防止焊接喷溅物和 部件表面之间的接触
焊接喷溅物的热含量与质量温度和速度有关,它根据焊接方法的不同有 很大区别,其中旋转摩擦焊由于其运动特性和能量密度,特别易于产生喷溅物。
炽热的金属喷溅物不仅会在焊接时产生。在制造过程中由于高度集中的、 无法准确控制的能量输入产生了局部熔化部件物料的地方,就会出现无控制地 释放金属喷溅物,它处在熔融状态或红热状态并以很大的速度抵达部件和设备 的表面。例如有关的加工方法是气焊切割,以及用高能激光源进行切割、钻孔 和切削等加工。旋转的磨削轮和切割轮也会由于很高的金属切削量产生有害的 金属喷溅物。所有这些均要求采用覆盖层保护部件表面。

发明内容

从以上情况出发,本发明提出的任务是,提供一种用于保护部件表面免于 炽热的金属喷溅物的覆盖层,其制造简单、价廉,而且可再生,同时其操作可 靠和简便,并且具有足够的强度和寿命。
以上任务的技术解决方案在于一种用于部件表面的覆盖层可防止部件在部 件本体或相邻部件加工过程中受到因局部产生的熔融液态材料而形成的炽热金 属喷溅物的损害,用以避免金属喷溅物与部件之间的金属接触和构件局部大量 受热,其中a)所述覆盖层的材料是一种具有橡胶弹性的,以黏接/粘贴方式固 定在构件上并可从构件上再次剥离下来的塑料,它具有足够高的耐温性,b)所 述覆盖层面对构件一侧的几何形状精确地与构件表面的几何形状相吻合,并且 c)所述覆盖层的厚度与所预计的具有最大能量的金属喷溅物的能量含量包括动 能相匹配,所以在被保护的部件表面的任何位置上所述厚度都不小于一个特定 的最小尺寸。
该覆盖层的材料采用具有足够温度稳定性的橡胶弹性材料,其可通过粘接 贴在部件表面上。如果所述覆盖层材料的“黏性”不足,特别是在离心/惯 性力作用下的动态应力情况下,可增加合适的黏结剂。重要的是该覆盖层可从 部件上方便地重新取下,最好取下时不会被破坏。
改善粘合作用的可能是,使覆盖层与部件相对的表面形状与部件表面相吻 合,即两者的形状匹配。其条件是,部件表面也是光滑的,例如通过精加工实 现。
所述覆盖层的“耐击穿性”通过一个最小厚度确定,它必须耐受落在其上 的金属喷溅物的最大预计能量,也就是说其动能热能。该厚度也和相应的释 放喷溅物的加工方法相关。通过适当的匹配可节省覆盖层材料,即减少覆盖层 的重量和成本。
附图说明
下面对照附图对本发明加以详细说明。
图1表示穿过一台汽轮机转子的纵向半剖图。

具体实施方式

图1表示穿过一台汽轮机转子的纵向半剖图,其中有三个片状的、采用摩 擦方式焊接的部件,带有两个防金属喷溅物覆盖层。图中的汽轮机转子7由3 个片状的、同轴布置的、轴向上前后排列的部件8、9、10组成,并通过旋转 摩擦焊接连接,其中从对称原因出发即给出了其轴线A以上的部分。所述其汽 轮机转子7处在一种“半成品”状态,也就是说,它还有多个加工量范围有待 于切削。凡是最终轮廓明显不同于实际轮廓的地方均将最终轮廓用虚线单独表 示。这体现在后面加工叶片固定座的区域,即在径向外部区域(图中的上部) 部件8、9、10的加厚区。焊接区16、17表示接合后的状态,其中产生的多余 材料(“物料”)用涂黑表示。在旋转摩擦焊接中,高速旋转动能通过摩擦在 短时间内转换成热能,使焊接区的材料进入黏性熔化状态,并在焊接区出现凸 起的钩状部分。该焊接过程相当于冶金学上的熔化过程伴随着极强的能量和材 料的转换/变形,并在所有情况下会释放出高能金属喷溅物,它具有可观的速度, 即动能,会落到相邻的部件表面上并给其造成损坏。
在图中表示的制造状态中,焊接区17(部件9和10之间)正在进行焊缝 连接。直接受到喷溅物威胁的部件表面14、15上有本发明所述覆盖层12,它 一直延伸到焊接区17近旁。某种至发热区的最小距离可保证覆盖层的边缘不 会熔化或燃烧。覆盖层1、2的几何形状精确地与部件表面14、15相吻合,并 且通过黏性贴在后者上面。因为所述覆盖层1、2的“耐击穿性”在每个位置 上应当是相当的,所以它最好具有至少大致恒定和相同的厚度D1、D2(D1=D2= 常数)。因为覆盖层1、2中至少有一个在摩擦焊接时与所属的部件一同旋转, 所以两者必须以专的方式承受离心力载荷。所有部件8、9、10均具有中心 孔11、12、13,它们非常适于用来作为支承体。为此覆盖层1、2具有轮毂状 的区域3、4,它与孔12、13以形状连接方式嵌合,并且在所有的面上“钩紧”。 为了强化的目的,区域3、4和防喷溅物的实际区域相比,作了加厚处理。因 为不能排除金属喷溅物穿过区域3、4的开孔,通过反射方式改变方向进入轴 向上相邻的部件区,将孔12、13用形状刚性的盖子5、6封闭,该盖子具有凸 缘状的弹性部分3、4,它可被压入或卡紧(摩擦连接或形状连接,未详细画出)。 所述盖子5、6采用的一种廉价和轻型的材料是发泡硬塑料。覆盖层1、2的优 选材料是橡胶,因为它具有“耐久弹性”、“表面黏性”和“温度稳定性”的 特性,这些特性以最佳方式统一在一起。要选择的硅成分不得含有液态组分, 例如以油的形式存在的组分,以避免部件表面受到“污染”,例如在随后的裂 纹检测中。在极端负载的情况下,可额外涂敷黏合剂,其本身同样要尽可能易 于从部件上除掉不留残余物。
所述覆盖层的制造最好使用一个模具(“外模”),它的几何形状尽量与部 件表面相一致。对有加工裕量的部件最好在加工区域没有相关的尺寸偏差。
所要求的覆盖层厚度最好采用一个背面模具(“内模”)实现,它和“外模” 之间以确定的间隔固定。在实际中将膏状的硅橡胶物料以过量体积放置到“外 模”中,再用内模相对挤压,使过量的物料从边缘溢出。在这种状态下让橡胶 硬化,然后割掉多余的边缘。为了顺利脱模,需要在“外模”和“内模”上涂 敷脱模剂,例如特氟隆基脱模剂。
橡胶弹性的性质可使各种形状连接成为可能,例如采用包围、咬边等方式, 而采用整体的刚性覆盖层是无法实现这种形状的。一般而言,由于覆盖层具有 弹性,其安装和取下十分容易。
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