用于焊接金屬葉片的方法技術

旋轉裝置，包括一個焊接至護板(3)上的葉片(2)，其中：所述葉片配備有一個成型的接觸末端(1)，從而產生了能夠接觸該護板的一個減小的接觸區(6)；所述護板配備有一個凹陷(4)，該凹陷包括被一個側向觸及區(7)所環繞的一個凹陷接觸區(5)，該護板的凹陷接觸區(5)的面積是針對該葉片的減小的接觸區(6)來調整的，該葉片的減小的接觸區沿著一個所得接觸區(8)接觸該護板的凹陷接觸區；沿著該所得接觸區(8)的至少一部分存在填焊金屬，并且該葉片是沿著該所得接觸區的至少10％被焊接至該護板上的。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本申請要求在2010年6月22日提交的歐洲申請號10166881.2的優先權，出于所有的目的將該申請的全部內容通過引用結合在此。本專利技術涉及一種用于將金屬葉片焊接到其支撐件上的方法，該金屬葉片受到高應力、如作為高速旋轉裝置例如車輛、輪子、螺旋槳等的葉片。本專利技術特別涉及一種用于將葉片角焊到在如泵和壓縮機等機器中使用的旋轉裝置的護板上的方法。本專利技術還涉及包包括通過此類方法生產的葉輪的液環壓縮機。將大致彼此垂直的多個金屬零件焊接在一起通常是通過角焊來進行的。在這種技術中，將熔融的填焊金屬(例如通過弧焊所生產的)沉積在由兩個待焊接的零件所形成的直角拐角處。當被焊接的零件在其使用過程中受到高機械應力時，必須特別注意焊接處的品質。同時，被焊接的零件在焊接過程 之前、之中和之后的精確定位必須得到保證。在US4097716中披露了一種用于將第一金屬構件的對接部分焊接到第二金屬構件的表面上的方法，其中在該第一金屬構件的對接末端處形成了交替的凸臺和槽縫。在這種方法中，該焊接材料能夠滲入這些槽縫中，這向接點賦予了改進的強度。在由于這些凸臺部分而允許對豎直部分徑向安全定位的同時，這種方法具有的缺點是填角焊縫的滲透不是均勻的，因為它只在槽縫區得到改進。在W02008/008560中披露了一種雙重角焊方法，其中在接點的相反兩側上同時形成了兩個填角焊縫。在這種使用偶聯至兩個單獨電力發生器的兩個電極的已知方法中，重點是對電參數的控制，以便使這兩個發生器產生的波形同步。這個過程允許生產出具有改進的并且平衡的滲透性的填角焊縫。然而，待焊接的部件的定位可能是成問題的，特別是在填角焊縫深入地滲透到接點中的實施方案中。在US5383593中，披露了一種用于組裝配備有翼片的盤的方法，其中該盤和葉片被定位在一個旋轉模板中。使該模板旋轉以便將這些翼片依次置于一束能量的前方從而進行焊接。這種方法雖然能實現多個部件的精確定位，但卻是耗時的。本專利技術的目的是提供一種適合于將葉片焊接到受到高的機械應力和/或熱應力的護板上的焊接方法，從而向焊接點賦予高強度和精確的定位。因此，本專利技術涉及一種用于將葉片(2)焊接到旋轉裝置的護板(3)上的方法，該方法包括:-在所述葉片中提供一個成型的接觸末端￠)，從而產生能夠接觸該護板的一個減小的接觸區；-在該護板中提供一個凹陷(4)，該凹陷包括一個被側向觸及區(7)所環繞的凹陷接觸區(5)，該凹陷接觸區(5)的面積是針對減小的接觸區(6)來調整的；-將該葉片的成型的接觸末端引入該凹陷中并且使這一減小的接觸區與該凹陷接觸區相接觸，以便形成一個所得接觸區(8)；-將該葉片和該護板角焊在一起，是通過將熔融的填焊金屬在一定條件下引入該側向觸及區中，該條件使得沿著該所得接觸區(8)的至少10%的面積形成了一個焊接點。在這種方法中，葉片應理解為該旋轉裝置的基本上徑向取向的任何部分、是例如通過加工一個板形成的、具有的特征尺寸為其厚度的至少3倍、優選至少5倍、更優選至少10倍。該特征尺寸是其外表面的平方根的一半。該特征尺寸一般大于lcm、優選大于5cm。本專利技術總體上適合于具有的特征尺寸有利地高達5米、特別是高達2米的葉片。例如，羽片，像葉輪、螺旋槳、風扇或轉子羽片落入此定義之內。本專利技術是針對其中葉片對于它們所埋于其中的流體具有機械作用的情況來特別調整的。護板是指位于葉片的末端處的任何部分，該部分是基本上環圓周地定向的并且旨在強化該旋轉裝置的結構和/或引導包埋的流體穿過該裝置。端板、環、側板、末端凸緣或側向凸緣落入此定義之內。在接觸區中，葉片和護板通常形成“T”接點(在“T”接點中，兩個零件是基本上彼此垂直地定向的)。根據本專利技術的第一個必要特征，在葉片中提供了一個成型的接觸末端。成型的接觸末端是指葉片的這個末端的形狀是使得該接觸區的表面與該葉片的剛好位于該成型的部分之外的截面的表面相比是減小的。表面減小量一般為至少5%、通常是至少10%、特別是至少20%、更特別地為至少30%，在一些情況下為至少40%。表面減小量一般是小于95 %、通常是小于90 %、特別是小于80 %、更特別地小于70 %，在一些情況下是小于60 %。這個表面減小一般是通過一個會聚角α實現的，該會聚角為至少10°、通常為至少15°、特別是至少20°，如圖1中所示，從而導致在上述推薦的表面減小處產生了厚度減小。推薦這個會聚角α為小于45°。根據本專利技術的第二個必要特征，在護板中提供了一個凹陷，其中該葉片的成型的接觸末端可以穿透。該凹陷包括兩個部分。該第一部分，即該凹陷接觸區，是最深的并且被設計成接觸該葉片。在接觸區中這個凹陷的深度一般為該葉片在其成型的末端處的減小的厚度的至少0.1倍、通常為其至少0.2倍、特別是其至少0.25倍、更特別地是其0.3倍。推薦該深度不超過這一減小的厚度的1.5倍、通常不超過其1.25倍、特別地不超過其1.1倍。該凹陷接觸區的面積和形狀必須針對該葉片的減小的接觸區的面積和形狀來調整，以便允許在該葉片的成型的末端被引入凹陷中時實現它們之間的完美接觸。在實踐中，該凹陷接觸區的面積通常是在這一減小的接觸區的面積的1.5倍與1.01倍之間、特別地在其1.25倍與1.05倍之間，以便在將葉片相對于護板定位時具有某種公差。該凹陷的第二部分是這個側向觸及區。這個區位于該凹陷接觸區周圍、被設計成允許焊接設備容易地接近該凹陷的底部并且允許熔融的填焊金屬更容易地接近它。這個側向觸及區通常具有成型的的形狀，其截面減小，為隨著朝凹陷底部移動時的深度的函數。在這個實施方案中，有利的是該凹陷的側向側相對于該護板的剛好位于凹陷之外的表面成一個角度(見圖1)。這個角度β優選是小于70°、更優選是小于50°、并且最優選是小于30°。但也推薦至少10°、優選15°的值。在根據本專利技術的方法中，該葉片的成型的接觸末端被引入凹陷中，并且該葉片的減小的接觸區接觸了該凹陷接觸區。由于這兩個接觸區的相對尺寸并且由于這個側向觸及區，使得葉片相對于護板的定位是安全、精確并且容易的。在使葉片與護板接觸后，將熔融的填焊金屬引入這個側向觸及區中，該填焊金屬滲入該所得接觸區中并且可以更容易地接近該所得接觸區。這種滲入允許沿著該所得接觸區的至少一部分邊界形成一個牢固的接點。這個接點將葉片和護板沿著該所得接觸區的至少10%、優選15%的面積焊接在一起。接點的形成一方面是產生自該填焊金屬本身的焊接作用和/或在另一方面是產生自從焊接設備和熔融的填焊金屬到該所得接觸區處構成葉片和護板的金屬的熱傳遞。這種熱傳遞至少部分地熔化了所述金屬，從而產生了延伸到比該填焊金屬本身的滲透深度更遠的焊縫。當該側向觸及區的形狀為成型的時，該融入的填焊金屬流自然地朝該接觸區會聚。當該旋轉裝置被設計用于具有具體要求的應用時，推薦將該熔融的填焊金屬在一定條件下引入該側向觸及區中，該條件使得沿著該所得接觸區的顯著分數的面積形成了接點。在優選的實施方案中，該接點有利地是沿著該所得接觸區的面積的至少25%形成的，優選是沿著其至少50%、更優選其至少75%、特別優選地為其至少90%、最優選地為其基本上100%的面積形成的。在填焊金屬的滲透逐漸增加直至完成接點形成的那些實施方案中，接點的強度相應地得到改善。在100%的接點形成時，所得接觸區的兩本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.22 EP 10166881.21.用于將葉片(2)焊接到旋轉裝置的護板(3)上的方法，該方法包括: -在所述葉片中提供成型的接觸末端(I)，從而產生能夠接觸該護板的減小的接觸區(6)； -在該護板中提供凹陷(4)，該凹陷包括被側向觸及區(7)所環繞的凹陷接觸區(5)，該凹陷接觸區(5)的面積是針對該葉片的這一減小的接觸區(6)來調整的； -將該葉片的成型的接觸末端引入該凹陷中并且使這一減小的接觸區與該凹陷接觸區相接觸，以便形成所得接觸區(8)； -通過將熔融的填焊金屬在一定條件下引入該側向觸及區中將該葉片和該護板角焊在一起，該條件使得沿著該所得接觸區(8)的至少10%的面積形成了焊接點。2.根據權利要求1所述的方法，其中，該接點是沿著該所得接觸區(8)的至少25%的面積形成的。3.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，該接點是沿著該所得接觸區(8)的至少50%的面積形成的。4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，該接點是沿著該所得接觸區的至少90%的面積形成的。5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其中，將該接點進一步在至少500°C的溫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：帕斯卡爾·萬德瓦特因，維維安·迪蒙格，
申請(專利權)人：索爾維公司，
類型：
國別省市：