在卫生条件下尤其有效的本发明的反向作用破裂盘具有中心隆起部，包括突出面和相对的凹陷面，凸缘部分围绕中心隆起部。隆起部的突出面是光滑的且基本上是连续构造。隆起部的金属小区具有与盘的隆起部的其余金属相比改变了的晶粒结构并限定较佳实施例中具有外部大致圆形边界的小区，大致圆形边界位于比盘的凸缘部分更靠近隆起部的最上部。该小区被物理地从隆起部的主体移动，并然后返回到其初始位置。该小区改变的晶粒结构是由于通过塑性变形在小区上产生比隆起部的其余部分大的残余应力使金属加工硬化。
隆起的反向作用破裂盘是相对薄的、在盘的凹陷面上具有激光限定的电解抛光的弱化线的金属构件。弱化线凹槽较佳地为C形，在C-线的相对两端之间留下铰接区域，并与盘的隆起部和周界延伸的盘的凸缘部之间的过渡区域相邻但稍向内设置。弱化线凹槽由隔开的两相对侧壁表面限定，所述两侧壁表面通过底壁表面连结，其中弱化线凹槽的表面具有有光泽的、电解抛光的表面光洁度，该表面光洁度比金属构件的表面光滑至少6倍，且较佳地光滑至少约8倍。电解抛光凹槽的表面光洁度较佳地不大于从平均表面平均偏离约4微英寸，且最佳地不大于约2微英寸。因此通过电解抛光工艺形成的弱化线凹槽由隔开的、相对通道部分限定，该通道部分通过中心突出的冠状部隔开，其中通道部分比冠状部深，由此凹槽大致呈W形截面。
反向作用破裂盘较佳地通过首先用施加到坯件的中心部的受压空气以使该中心部预隆起而在固定装置上使盘坯件预隆起而制成。一柱件设置在固定装置内，部署成当以预定速率对坯件的中心部施加加压空气以使盘坯件预隆起时配合坯件的中心部并使之偏斜。坯件抵靠柱件的预隆起使得在坯件的中心部上形成相对小的凹痕，较佳地从隆起中心部的中心偏离一定程度。在柱件收回后，然后盘隆起到其最终穹顶高度。
盘坯件的预隆起部的偏斜金属小区具有与盘的预隆起部的其余金属相比改变了的晶粒结构。在使用柱件使一区段盘的预隆起部偏斜的盘的较佳实施例中，偏斜区段具有位于比盘的凸缘部分更靠近隆起部的最上部的大致圆形的外部边界。从隆起部的主体物理地移动的该端区在盘的最终隆起过程中返回到其初始位置。偏斜和返回的小区的金属呈现比围绕最初偏斜小区的盘材料高的残余应力，原因是局部小区首先沿一方向初始塑性变形，并然后该相同局部小区沿相反方向塑性变形。
在最终隆起过程中已偏斜并然后返回到其初始布置的盘的区域沿两方向在局部区域经受应力，且总和大于施加在盘的隆起部的主体上的应力。结果是具有隆起部的盘没有会从加工装置收集物质的凹痕或凹陷并因此更易于维护和清洗。此外，盘的隆起部的一小区的偏斜及随后的返回产生出具有必要的耐破裂特性的盘，使盘能够用在技术条件要求紧公差低爆裂压力破裂盘产品的制药、生物化学和食品加工应用中。
在用于生产卫生破裂盘的一种工艺中，所述破裂盘在盘的隆起部的一区域具有比隆起部的主体更大的抗拉强度，平坦的盘坯件设置在具有偏移柱的固定装置上使得该柱件在从隆起部的中心有些偏离的位置与盘的一表面配合。偏移柱较佳地具有半球形坯件配合端。柱件直径选择成根据破裂盘的尺寸、制成盘的材料、金属坯件的抗拉强度、形成在坯件上隆起区域的直径、相对于盘的隆起部的中心轴线的凹痕的位置以及最终产品的爆裂压力异差条件在坯件上形成预定程度的凹痕。
预隆起压力施加到破裂盘坯件的与偏移柱相反的表面上，同时坯件保持在固定装置上以实现坯件的局部隆起且同时在与偏移柱配合的坯件的局部隆起的突出表面上形成凹痕。受到预隆起压力的区域的直径应当较佳地等于盘的最终隆起部的直径。
接着，或者缩进偏移柱，或者将预成形坯件放置在一单独的最终隆起的无柱件固定装置上。在预隆起盘的凹陷表面上施加足够的压力以实现盘的中心部的最终隆起并同时将预先形成在盘上的凹痕返回到通过偏移柱在盘体上形成凹痕之前相对于盘体其余部分的初始位置。于是，盘的突出和凹陷表面都是光滑的且没有可能将物质收集在其上或其内并因此干扰或阻止用诸如蒸汽的消毒剂清洗设备的突出表面或凹陷。
首先在坯件本体的要隆起的部分上形成预定范围和深度的凹痕，并然后通过将该凹痕的金属返回到其初始位置而除去凹痕的两步骤的方法使得形成凹痕并然后恢复的区域由于该小区上金属的塑性变形而具有比盘的最终隆起部的其余部分有更大的残余应力。具有改变的晶粒结构的该小区与预隆起部分的整个面积相比是相对小的，但因被加工硬化而呈现更高的抗拉和耐压强度，因此在使用期间当过压施加到破裂盘的突出面上时与隆起部的其余部分表现不同。
在盘坯件的预隆起和最终隆起之后，将一层保护层材料施加在隆起盘的至少凹陷面上，且最通常通过将盘浸没在保护层材料溶液中而施加在盘的两面上。油漆制剂是优选的保护层材料。在保护层材料变硬之后，使用激光束来从隆起盘的凹陷面上移除保护层材料的一部分，最通常是沿着与盘的隆起部和周界平坦部分之间的过渡区域相邻但向内隔开的C形线进行。控制激光束使得激光束沿着穹顶形坯件的凹陷表面移动以移除几乎所有的保护层材料，同时仅在盘坯件的表面上留下微小的残余保护层材料。较佳的是，控制激光束以限定盘上想要的弱化线凹槽的范围，但不允许沿着光束的行进路径直接接触并因此氧化金属的表面。
然后将激光加工过的盘放置在容纳酸性剂浴池的电解抛光设备中。优选的酸性剂本身不是自行显著蚀刻金属表面的类型的蚀刻剂溶液。将该盘连接到电路上，其中盘用作阳极，而浴池中的导电元件是阴极。对盘/阳极施加电压，由此浴池的酸性剂在保护层材料未保护的盘的区域上通过电解抛光而立即开始金属的移除。弱化线的电解抛光持续到通过电解抛光形成的凹槽深度从盘坯件的厚度的约70％±25％至约70％±5％。此后，移除保护层材料，并使最终的反向作用破裂盘经受清洗。
电解抛光过程在与盘的表面上保护层材料上受激光照射的线对应的盘的隆起区域上形成凹槽。电解抛光凹槽由隔开、相对的通道部分限定，该通道部分由中心突出冠状部分开，通道部分比冠状部深。弱化线凹槽的相对通道部分提供沿整个弱化线长度上的金属撕裂冗余度，由此确保盘的全部使用寿命期间盘的中心部分的完全打开。
本发明的重要优点是能够在比迄今所可能的更宽的范围地改变用于可制造许多类盘组件的相同厚度的盘材料的反向压力特性，每类基本符合相同的反向压力规范。在盘坯件的预隆起期间改变穹顶的高度，而最终隆起的穹顶高度保持恒定，使得在较宽压力范围内使用相同厚度材料的盘的反向压力能够改变，而不是改变最终隆起的穹顶高度，同时保持穹顶的预隆起高度恒定。这对于制造用于液体应用的反向作用破裂盘组件是尤其意义重大的，在这些应用中维持高的穹顶高度是有利的。
附图说明
图1是用于生产根据本发明的反向作用破裂盘的一段金属材料片的示意图；
图2是图1的金属片的不完整平面图，并以虚线示出了由图1的金属片材料形成的破裂盘坯件的轮廓；
图3是由图2的材料片形成的盘坯件的示意平面图；
图4是用于使破裂盘坯件预隆起的装置的示意性截面视图，包括用于在坯件的一表面上形成凹痕的偏移柱；
图5是基本上沿图4的线5-5截取并从箭头方向向下看的水平剖视图；
图6是使用图4中示出的固定装置的预隆起步骤的示意性剖视图，并产生了从坯件的主体偏离的破裂盘坯件的小区；
图7是具有在由偏移柱产生的盘坯件的局部隆起凸起表面上的有凹痕的小区并由偏移柱形成的预隆起盘的放大的局部示意图；
图8是沿图6的线8-8截取并沿箭头方向向下看的水平剖视图；
图9是图4中示出的固定装置的示意性剖视图，示出了施加到预隆起破裂盘的凹陷表面上的压力影响破裂盘的最终隆起的方式；
图10是图6中示出的固定装置的示意性剖视图，移除了柱体并示出了足够的压力施加到预隆起破裂盘的凹陷面上以影响破裂盘的最终隆起并使隆起部分的预先形成凹痕的小区返回到其中在盘的中心部分预隆起过程中形成凹痕前的初始位置的方式；
图11是最终隆起盘的示意性剖视图，其中盘的中心部分上的初始凹痕在盘坯件的最终隆起过程中已被去除了；
图12是图11示出的隆起盘的平面图，并由虚线绘出盘中被去除的初始凹痕小区；
图13是破裂盘的隆起部分局部放大剖视图，示意性地示出了已返回到其初始位置的盘的隆起部分的初始凹痕小区与隆起部的其余部分的金属相比的已改变的晶粒结构；
图14是一种用快干漆材料敷加图12的隆起破裂盘的方法的示意图；
图15是油漆敷加的隆起破裂盘的示意性中心剖视图；
图16是用激光束在油漆涂层中形成激光照射线的方式的示意图，该激光照射线限定在破裂盘的隆起部上形成的所要求的弱化线；
图17是限定形成在盘上的弱化线凹槽的构造的一种形式的激光照射线盘的平面图；
图18是基本上沿图17的线18-18截取的并沿箭头方向看的垂直放大的局部剖视图；
图19是用于沿盘上油漆涂层上激光照射线形成盘的隆起部分上弱化线凹槽的电解抛光设备的示意性垂直剖视图；
图20是使用图19的电解抛光设备在盘的隆起部分上形成电解抛光凹槽的盘的平面图；
图21是在盘的抛光部分上形成的电解抛光凹槽的局部放大示意性剖视图；
图22是具有与油漆涂层上激光照射线对应的电解抛光凹槽的盘的平面图，并移除了油漆；
图23是沿图22的线23-23截取的放大的局部垂直剖视图，并示出了盘的隆起部分上电解抛光的凹槽的截面形状；
图24是根据本发明一实施例在盘上具有电解抛光弱化线凹槽的反向作用破裂盘的平面图，其中弱化线凹槽的相对两末端向外弯曲并远离彼此延伸；
图25是根据本发明另一实施例在盘上具有电解抛光弱化线凹槽的反向作用破裂盘的平面图，其中弱化线具有隔开的、方向朝向彼此的、相对的向内弯曲末端；
图26是根据本发明又一实施例在盘上具有电解抛光弱化线凹槽的反向作用破裂盘的平面图，其中弱化线凹槽的半径是变化的并具有向外弯曲的两末端，且其中与盘的隆起部分的铰接区域相对的弱化线凹槽部分具有方向向外大致V形顶端区段；
图27是根据本发明又一实施例在盘上具有电解抛光弱化线凹槽的反向作用破裂盘的平面图，其中弱化线凹槽的半径是变化的并具有向外弯曲的两末端，且其中与盘的隆起部分的铰接区域相对的弱化线凹槽部分具有方向向内大致V形顶端区段；
图28是根据本发明又一实施例在盘上具有电解抛光弱化线凹槽的反向作用破裂盘的平面图，其中弱化线凹槽具有隔开的、相对的、大致圆形的两末端；
图29是根据本发明又一实施例在盘上具有电解抛光弱化线凹槽的反向作用破裂盘的平面图，其中弱化线凹槽具有隔开的、方向朝向彼此的、相对的向内弯曲的两末端，且其中盘的隆起部设有用于识别目的的电解抛光的标识；
图30是根据本发明又一实施例在盘上具有电解抛光弱化线凹槽的反向作用破裂盘的平面图，其中在弱化线凹槽在其两末端具有隔开的、相对的、大致圆形的空腔；
图31是沿线31-31穿过弱化线的端处的空腔并沿箭头方向看的放大垂直剖视图；
图32是根据本发明的反向翘曲卫生破裂盘组件的立体图；
图33是组成反向翘曲破裂盘组件的部件的分解图；
图34是形成图32所示破裂盘组件的一部分的支承环的另一形式的立体图；以及
图35是一图表，证实了具有限定盘的开口区域的电解抛光弱化线凹槽的盘的反向压力基本上与不具有弱化线的盘的反向压力相同，但对于具有弱化刻痕线的反向作用破裂盘不是这样。

附图中的图32示出了体现本发明的优选概念的反向翘曲卫生破裂盘组件10。盘组件10包括破裂盘12和固定到其上的支承件14。破裂盘组件10尤其适用于工业中的卫生、保健应用，诸如制药、生物化学和食品加工操作。因而，破裂盘组件10的部件较佳地由抗腐蚀金属材料制成，诸如多种常规抗腐蚀金属中的任何一种，诸如不锈钢合金、哈司特镍合金-C、蒙乃尔合金、因科镍合金和镍。破裂盘12具有中心隆起部分16和环形凸缘部分18。过渡区域20将凸缘部分18的内周界连结到隆起部16的外部圆形边缘。
破裂盘12的隆起部16具有一相对小的区域22(图32和12)，它从隆起部16的中心轴线偏置。区域22的金属具有改变的晶粒结构并呈现比其余隆起部16更高的抗张强度，并通过对突起表面16a压印出凹痕并然后使该凹痕返回到其初始位置而形成，使得隆起部16的突起表面16a是光滑的而没有任何显著不连续感。
破裂盘12的隆起部16设有半圆形弱化线凹槽24，该凹槽在盘的隆起部分16上过渡区域20内部并大致与过渡区域20互补，如图22所示。从图22可看出弱化线凹槽24具有沿过渡区域20的长度彼此隔开的终端26和28。在图22中所示的盘的实施例中，弱化线凹槽24的终端26和28远离彼此向外弯曲，并大致为C-形构造。
支持环14具有构造成在破裂盘12的凸缘部分18下方的主环形本体30。从图33可看出环形本体30的内部半圆边缘32具有从本体30的边缘32向内延伸的周向间隔的多个突起部34。该环30可具有任何数量的突起部34，如图33所示从0至11个或更多。向内延伸的一舌状物与本体30为一体，具有最外部的向下弯曲的端部38，并还突出到环本体30的内部开口中。图34中示出了环14的另一实施例94并具有环形本体96，该环形本体设有一体式向内的区段97，该区段97设有最外部线性边缘98。
在其组装状态，支承环30的环形本体通过紧固件40固定到盘12的凸缘18，紧固件可包括螺钉、定点焊、粘结剂或其它等效固定装置。支持环14的舌状物36较佳地设置在弱化线凹槽24的终端26和28之间，并用作由弱化线凹槽24限定的破裂盘12的隆起部16的铰接区域42的支持件。突起部34的尺寸设置成并较策略地定位成直接在隆起部16的下方并支承隆起部16。如果需要，可提供一基本上Z形部件44作为破裂盘组件10的环形本体30的一部分用于帮助人们在安装时正确地为该组件定向。类似地，环94也可以具有与环14的部件44功能类似的Z形部件99。可设置与盘组件的凸缘部分和支承环关联的环形垫圈(未示出)。
破裂盘12由前述抗腐蚀材料的薄片13制成，它可从一大卷所选的金属打开。从片13上被冲压、激光切割、或EDM切割盘坯件15。较佳的是，盘坯件15具有外围一体的对准柄脚17。破裂盘12的制造较佳地在两个阶段中完成。第一阶段包括盘的预隆起，方式是形成盘坯件15的突出表面上的凹痕。第二阶段包括在某些条件下盘的最终隆起，使得盘的隆起部的突出表面上的凹痕通过将隆起部的凹痕小区返回到其初始位置而移除。
用于形成金属破裂盘坯件上预定构造的凹痕的固定装置46示意地在图4中示出。应当理解，在这方面，固定装置46的示意图仅用于说明目的且不意味着是用于完成所要结果的特定类型的固定装置的代表。固定装置46的下部基环48，其较佳形式是圆柱形构造，具有中心开口50。固定装置46的圆柱形夹环52具有中心通道54，该中心通道54与开口50对齐并具有与开口50相同的形状和截面面积。覆盖件56关闭夹环52的通道54的打开的上端。穿过夹环52的侧壁的开口58用于使诸如空气的气体能够从夹环52的内部逸出。尽管未示出，但是应当理解基环48和/或夹环52具有用于互补地接纳对应盘坯件15的柄脚17的沟槽，使得所有各坯件15均可重复地位于固定装置46内相同的位置。
细长偏移柱60设置在通道54内并较佳地与抵靠覆盖件56下表面设置的支承件62联接。在将金属盘坯件15放置到支承基环48上之后，盘15由如图所示与通道54为关闭关系的环52和基环48夹持在位。尽管在较佳实施例中，柱60的最远端是如图所示的半球状，柱件60的终端可以是方形、横截面星形、或任何其它所要求的构造。柱件60的长度使得终端64抵靠盘坯件15的表面66。
预隆起压力下的空气通过中心开口50引入固定装置46以实现盘坯件15的预隆起，它使得盘15的小区68沿图4所示的向下方向从预隆起部16b的主体偏离。凹痕小区68的深度、以及这种凹痕的构造和范围是柱件60的直径、柱件60的半球形端部64的形状和半径以及施加在盘坯件15的表面70的压力的函数。在具有半球形端部64的柱件60的情况下，凹痕小区68具有大致半球形部分68a和有些倾斜的锥形面68b，该锥形面通向并终止于隆起部16的主体部分16b。观察图7，可以看出中心大致半球形凹痕小区68a由大致圆形或卵形凹痕部分68b围绕，凹痕部分68从凹痕小区68a向外辐射。在对盘坯件15施加的压力以使盘坯件预隆起时，由通道54和覆盖件56限定的空腔内的空气可通过夹环52上的开口58从通道54逸出。
在完成预隆起步骤时，覆盖件56和关联的偏移柱60从夹环52移除。图9中示出了对盘坯件15的凹陷面16c施加足以完成破裂盘12的隆起部16的最终隆起的压力。在破裂盘12的最终隆起过程中施加的压力的量应当足以不仅完成形成隆起部16的隆起盘12，而且还足以将凹痕小区68返回到其初始位置，如图10所示。因此，隆起部16的突出表面16a是光滑的且在其整个面积上不中断，其整个面积包括限定区域22的小区68。在小区68形成凹痕之后是将这种凹痕返回到其初始位置，使得区域22的金属具有改变的晶粒结构，如图13所示意地示出那样。
据发现通过在盘的预隆起期间在盘坯件15上形成凹痕68，其中金属在一方向发生塑性变形，且然后在盘坯件15的最终隆起期间沿相反方向发生金属的塑性变形，从而使金属返回到其初始位置，且使得区域68b的相对凹陷和突出表面与隆起部16的相对凹陷和突出表面的曲率互补，在区域68b以预定和预选压力处使隆起部分反向。在区域68b的关键位置处的反向的触发可归因于区域68b的双重预应力状态，而不是由于隆起部16的几何形状的结果。因为区域68b上金属的晶粒结构由于该区域沿一方向偏斜，且然后该相同区域沿相反方向偏斜而改变，金属的晶粒结构上产生的改变引起区域68a在隆起部16的其余表面区域之前开始反向。通过金属沿区域68a的两个方向的应力获得沿弱化线凹槽24的隆起部16的更可靠反向和完全打开。
支承环14使用适当的固定件固定到隆起破裂盘13的凸缘18上，使得突起部34在刻痕线24下方并支承隆起部16。舌状物36基本上与隆起部16的铰接区域42和破裂盘12的柄脚17对齐。
破裂盘组件10适于安装在美国专利6,318,576图6-9中所示类型的凸缘联接件之间，使得破裂盘12的突出表面16a面向所要保护的设备的工艺侧。环30上的臂44提供盘组件10的安装件，该安装件具有在安装时将组件在凸缘联接件之间适当定向的信息，以确保破裂盘12的突出表面16a面向设备的工艺侧。臂44还是在安装盘在其适当定向的连续视觉指示器。
在由破裂盘组件10保护的工艺容器或管道中发生过压状况的情况下，该情况足以引起隆起部16的反向，隆起部16会沿弱化线凹槽24打开，同时由铰接部分42保持。由于小区68的更高的应力和改变的晶粒结构，在限定区域22的部分68开始反向破裂。由于在隆起部16上存在较高应力的区域22，相信施加在隆起部16的突出面16a上的过压触发隆起部16的反向并最终实现隆起部16沿弱化线凹槽24的长度打开。
出乎意料地发现，通过如上所详细描述的那样使将成为盘的隆起部16的部分弯曲，并然后将该部分返回到其初始位置以呈现光滑的、不中断的突出表面，该盘的反向是小区68上晶粒结构的不连续性的函数。这与美国专利No.6,494,074中示出和描述的仅在盘上提供凹坑形成对照，在该专利中由于更改的突出表面的改变的负载几何形状和因此的应力分布而触发破裂。
实例1
根据本发明的较佳工艺制备的并在图10中示出的示例性盘12较佳地由2mil的316不锈钢制成并具有约2.5英寸的总体直径。在约50psig的压力下实现图6中示意性示出的盘12的预隆起以形成如图6所示的盘坯件44上的凹坑68。图9和10中示意性示出的盘的最终隆起在约200psig的压力下实施，产生其中穹顶的高度约为0.34英寸的隆起盘。然后最终隆起的盘在约600°F的温度下进行10分钟的热处理以进一步释放盘上的任何残余应力。盘的隆起部的金属小区68的外边界91(图12)经受比隆起部16的其余金属更大的应力，它具有约0.4平方英寸的标称面积。示例性盘上的小区68与隆起部16的中心线隔开约0.3英寸。该盘具有约8psig的标称爆裂压力。
出乎意料地发现通过改变施加到固定装置46上盘坯件15来实现盘抵靠柱件60的预隆起的压力，可类似地改变最终隆起的盘(其中隆起部16的区域68沿一方向形成凹痕并然后沿相反方向去除)的反向压力，即盘反向的压力。通过增加预隆起压力以加深盘的隆起部上初始凹痕，接着在盘的最终隆起时去除该凹痕，已发现破裂盘会在更低压力下反向。因而，使盘反向的压力范围比具有随后不去除的一个方向凹痕的盘更宽，这是因为与材料的单向弯曲相比金属的双向两阶段加工硬化所致。已经发现在单个位置的金属的两个相反方向加工硬化的效果提供了比在金属上设置单向凹痕的情况提供显著地更宽范围的预定反向压力。可预言的反向压力的增加范围在很大程度上被认为归因于金属的增加的相反方向应力硬化的实现，以及伴随的晶粒结构的根本改变。在金属中永久的一个方向的凹痕的情况下，认为盘的反向主要依赖于力矢量的几何形状。因此，通过以不同压力使盘预隆起以得到盘坯件的隆起部上不同深度的初始凹痕，接着通过将盘最终隆起到去除该凹痕的程度，可经验地确定产生的盘的反向压力和并且可记下该结果用在随后的复制中。这些经验的分析是用于制造破裂盘的材料的类型、材料的厚度和盘的直径的函数。
用于制造破裂盘的较佳工艺
在形成反向作用盘上弱化线凹槽的较佳工艺中，较佳的是，弱化线位于盘的隆起部。因此如果弱化线位于隆起部的盘外部的凸缘上，在使用时盘的功能操作期间凹槽的底部材料处于压缩而不是拉紧。这非常重要，由于反向作用盘受到反复且通常很大的使用压力的变化。
参见附图的图14和15，一层抗蚀油漆材料层100敷加到破裂盘12的至少凹陷的隆起部16上。示例性油漆是可从阿肯色州的Hope的Pyramid Plastics，Inc.的Tolber分店购得的Microshield或Microstop油漆。可将油漆喷到破裂盘12的隆起部的至少凹陷表面上，尽管最有效的工艺包括将破裂盘12浸没在容纳在容器104中的油漆的浴池102中。
在从油漆浴池102移除盘12之后，接着是通过使涂层盘干燥，将涂层盘放置到激光105中以在油漆上用激光射出代表和复制盘12的隆起部的凹陷表面中形成的弱化线凹槽的线。已发现合适的激光器是总部在奥地利Wells的TrodatCorporation的Trotec分店的Model Speedy II激光器。SpeedyII是65瓦的CO2脉冲激光器。该激光器通过程控将激光束107直接射到破裂盘12的隆起部16的凹陷面16c上的油漆涂层100上并跟随与最终破裂盘的所要求的弱化线的构造对应的线106。以约1.4英寸/秒的激光头速度从4.5瓦至约13瓦控制激光功率输出。功率设置取决于使用的具体油漆和被激光照射的金属的厚度。热吸收是改变激光功率输出的主要原因。激光扫描速度也是可变的，这在确定激光功率设置时是必须考虑的。激光头速度越快，需要的激光能量越多。激光头速度越慢，需要的能量设置越低。保持恒定的能量传输的较佳的方式是使用激光头速度和激光输出水平的比值。该值应当在约3.2至9.28范围内。较佳的是，控制弱化线凹槽宽度的油漆的激光蚀刻区域保持在约0.002in.至约0.10in.范围内，理想地在约0.010in.至约0.080in.范围内，且较佳地在约0.006in.至约0.008in.范围内。
激光头速度和激光输出水平之比的值还应当保持成确保激光束能破坏和/或移除激光接触的油漆，但不会氧化下面的金属。在这方面发现，当正确操作激光时，油漆材料会被激光束移除同时留下很薄的残余油漆覆盖在上方保护金属基质的最上部表面。较佳的是，由激光移除至少约90％但不是全部的油漆以确保金属不会氧化且不会被激光移除。激光操作的目标是沿着激光线至少弱化和破坏、和/或移除油漆，以足以进行下面的金属随后的电解抛光，同时避免改变破裂盘金属的完整性。图18中示出了破裂盘坯件15上的油漆层100上形成的激光线106的放大剖视图。
附图的图17示出了示例性的经激光照过的盘，其中可以看出激光线106是基本上C形构造并具有方向向外的曲线末端26和28，两末端彼此隔开的距离等于盘的隆起部16的预选铰接宽度。
然后图22中所示的激光照过的盘的凹陷面经受电解抛光操作以在与隆起部16和凸缘18之间过渡区域相邻的金属构件的隆起部分上腐蚀出有光泽的、镜面状的弱化线凹槽，并与激光线106的构造一致。形成弱化线24的电解抛光凹槽116在铰接部分42的相对两侧具有向外弯曲的、半圆形的末端26和28。在如图24所示的向外弯曲曲线末端26和28的情况下，在破裂盘12的隆起部16的中心部分反向时，在弱化线上施加的力导致凹槽116的通道部分120和122之一或两者撕裂，使得这些力在弯曲末端26和28直接向外朝向下方的组件10的支承环14的本体30，因此提供盘的铰接部分42撕裂的附加阻力，否则会导致盘12的隆起部16的中心开口部分破碎。
图25-28和30中示出了另一弱化线构造。在图25中所示的破裂盘12a的实施例中，弱化线凹槽24a的末端26a和28a朝向彼此向内弯曲而不是如图24的实施例那样向外弯曲。末端26a和28a基本上与末端26和28位于相同位置。
在图26破裂盘12b的实施例中，弱化线凹槽24b的末端26b和28b也是如图所示向外弯曲的，同时凹槽24b的半径是可变的。如果需要，弱化线凹槽24b可构造成提供直接与盘12的铰接部分42相对的向外弯曲的顶点区段30b。弱化线凹槽24b的顶点区段30b便于盘12反向时隆起部16的中心部分打开。在顶点区段30b处中心部分开始从盘的凸缘18分开，因为弯曲力集中在顶点区段30b的顶点。图27中示出的盘12c的实施例的弱化线凹槽24c的半径有所变化，但是在该情况下与盘12的铰接部分42相对的顶点区段30c朝向隆起部16的中心向内弯曲。
在图28中所示的盘12d的实施例中，弱化线凹槽24d的末端26d和28d呈彼此分开的圆的形式并设置在盘12的铰接部分42的相对两侧。在弱化线凹槽24d的相对两端设置圆形末端26d和28d用于引导和分散施加在弱化线凹槽24d上的撕扯力。圆形末端26d和28d引导和分散弱化线相对两端处的弯曲力，因此有助于盘12的隆起部16的中心部分的铰接部分42抵抗撕裂。在弱化线凹槽24d的末端26d和28d处分散撕扯力阻止其打开过程中隆起部16的中心部分破碎。
在图29中，盘12e与图24中所示的盘12构造相同，但在该情况下，诸如制造商的或客户的标识130的区别图像可通过电解抛光形成在盘的表面上，同时在电解抛光设备上形成凹槽116。代替标识等，在盘12的隆起部16上形成的电解抛光图像可以是唯一的识别码或样式指示。
在图30的替代性实施例中，盘12f在破裂盘12f的弱化线凹槽24f的相对两端处具有圆形空腔26f和28f。如图31中剖视图中明显看出的那样，单个空腔26f和28f具有中心突出的区域30f。空腔26f和28f还用于引导和分散施加在弱化线凹槽24f上的撕扯力，因此有助于盘12f的隆起部16f的中心部分的铰接部分42f抵抗撕裂，该撕裂会导致其开口上隆起部16的中心部分的破碎。
使用用于形成弱化线表示的激光使盘12的制造商能够在盘12的油漆涂层上提供多种电解抛光表示，然后在弱化线凹槽的电解抛光过程中将它转移到盘的表面上。
图35中的图形标示出了证实了设置盘12的隆起部16上电解抛光弱化线凹槽116不会改变和影响实现盘12的隆起部16的中心部分的反向所需压力的测试结果。由于多种原因，这是很重要的。
特定材料、厚度和直径的，具有隆起到预定高度的中心部分的刻痕的反向作用破裂盘会在特定压力下反向，但该盘的反向部分不会打开，除非它设有限定盘的打开区域的弱化线。但是，在盘有刻痕的情况下，无论是在隆起部或在一凸缘区域，盘在与无刻痕的盘不同的压力下反向并打开，因为通过刻痕模使刻痕区域加工硬化，在邻近刻痕线的盘上产生应力的同时，铰接区域没有类似遭受应力。由于盘的刻痕，实现盘的隆起部的反向所需的压力与无刻痕盘相比是不可预知的，电解抛光设备较佳地由电解抛光容器、水冲洗容器和干燥器组成。电解抛光器容器容纳有酸性溶液，包括正磷酸和硫磺酸的混合物。合适的专卖商业配方是从俄亥俄州的Cleveland的Molectrics，Inc.购得的POWER KLEEN 500。
图22中所示的激光加工过的盘12浸没在容器110中容纳的酸性溶液108中并保持在约130°F的温度下。酸性浴池的温度是酸性溶液的浓度和成分的函数。阴极112浸没在酸性溶液108中且用作阳极114的盘12连接到可变电源上。
电解抛光器中的酸性溶液与施加到溶液的电流相结合有效地沿着盘上油漆涂层经激光加工过的区域限定的线将金属从破裂盘的隆起部的凹陷面移除。电解抛光器具有侵蚀和移除金属的独特能力同时留下有光泽的、镜面状表面。电解抛光操作在金属上形成大致W形凹槽116，其中凹槽的表面118限定由中心突出冠状部124分开的相对的通道部分120和122。通道部分120和122比冠状部124要深。较佳的是弱化线凹槽116的最大深度是盘材料的截面厚度的至少70％±25％。理想的是，凹槽116的深度是盘的截面厚度的至少约70％±10％，且较佳的是盘材料厚度的至少约70％±5％。在一较佳实施例中，凹槽116的每个通道部分120和122约为凹槽总体宽度的25％。
在盘的电解抛光以形成电解抛光凹槽116之后，用溶剂移除油漆。较佳的油漆移除过程是将电解抛光盘浸在油漆稀释剂或其它合适溶液中，诸如正-甲基-吡咯浣酮(N-methyl-2-pyrrolidone)，可从Pyramid Plastics，Inc.的Tolber分公司购得的“微带C”的要素成份。在将油漆从电解抛光破裂盘12的表面剥离之后，这些部件在电解抛光设备的冲洗容器中用热水冲洗，并然后在设备的干燥器部件中干燥。
使用激光在盘上油漆涂层中中形成与盘表面上所要求弱化线凹槽对应的限定线的尤其重要的优点是能够用程序控制激光跟随任何预定的、变化构造的路径。例如，在图17、20、22和24的较佳示例性盘中，所根据的因素包括其中由模具加工硬化的程度、刻痕线的深度、由于持续使用所致模具的状况、包括在产生刻痕过程中施加在模具上的压力的可变模具刻痕设立状态，引起沿其长度的不相等刻痕深度的形成刻痕期间模具的倾斜、在其整个宽度上材料片的冶金学上的内在不同、以及符合特定具体条件和用户要求的盘的制造的必需的金属的种类。
实例2
在图35的图表中，在八个二英寸直径每个0.002in.厚度的不锈钢盘上进行的压力测试的结果在Y轴线上爆裂/反向压力和X轴线上预隆起压力的百分比的基础上绘制。其中四个盘具有电解抛光的凹槽，而其它四个盘没有电解抛光凹槽且因此表面是光滑的。这些盘全部用实例1中阐述的200psi的最终隆起压力制得。图35中的图表的X轴线上预隆起压力的百分比表示为200psi最终隆起压力的百分比。
这些压力测试证实了在10％至25％的压力范围预隆起时，没有电解抛光凹槽的样品在10psi至50psi范围内反向，取决于预隆起压力。出乎意料的是，具有电解抛光凹槽的样品在与没有电解抛光凹槽的盘基本上相同的压力下反向和爆裂，在各种情况下取决于预隆起的程度。
如图中显而易见的那样，预隆起压力的百分比的变化和预隆起的程度可改变盘的爆裂/反向压力，并确定可仅通过改变与最终隆起压力相比的预隆起压力的百分比可得到爆裂/反向压力的范围。
已发现使用激光来照射出限定在盘表面上油漆涂层上的弱化线，接着形成电解抛光的弱化线凹槽的生产反向作用破裂盘的本工艺可克服许多迄今在诸如不锈钢等的抗腐蚀材料上蚀刻弱化线的工作中尚未解决的固有问题。不仅在抗腐蚀材料上得到所要求深度的凹槽需要的时间是无规律的量，而且此外，产生的蚀刻表面是粗糙的且因此更易于在破裂盘最弱的点腐蚀损坏。而且，很难控制生产环境中的制造过程，尤其是在蚀刻剂溶液和蚀刻条件持续进行变化的情况下，且必须对每个进行蚀刻加工的特定金属使用不同酸性剂。
上述本发明的较佳形式仅用作说明，且不应当用于限制意义来解释本发明的范围。本技术领域的技术人员可容易地进行上述对示例性实施例的明显更改而不背离本发明的精神。
本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2006/010989、国际申请日为2006年3月23日、进入中国国家阶段的申请号为200680018446.0、名称为“具有激光限定的电解抛光弱化线的反向作用破裂盘及形成该弱化线的方法”的发明专利申请的分案申请。