用于焊接金属叶片的方法技术

旋转装置，包括一个焊接至护板(3)上的叶片(2)，其中：所述叶片配备有一个成型的接触末端(1)，从而产生了能够接触该护板的一个减小的接触区(6)；所述护板配备有一个凹陷(4)，该凹陷包括被一个侧向触及区(7)所环绕的一个凹陷接触区(5)，该护板的凹陷接触区(5)的面积是针对该叶片的减小的接触区(6)来调整的，该叶片的减小的接触区沿着一个所得接触区(8)接触该护板的凹陷接触区；沿着该所得接触区(8)的至少一部分存在填焊金属，并且该叶片是沿着该所得接触区的至少10％被焊接至该护板上的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求在2010年6月22日提交的欧洲申请号10166881.2的优先权，出于所有的目的将该申请的全部内容通过引用结合在此。本专利技术涉及一种用于将金属叶片焊接到其支撑件上的方法，该金属叶片受到高应力、如作为高速旋转装置例如车辆、轮子、螺旋桨等的叶片。本专利技术特别涉及一种用于将叶片角焊到在如泵和压缩机等机器中使用的旋转装置的护板上的方法。本专利技术还涉及包包括通过此类方法生产的叶轮的液环压缩机。将大致彼此垂直的多个金属零件焊接在一起通常是通过角焊来进行的。在这种技术中，将熔融的填焊金属(例如通过弧焊所生产的)沉积在由两个待焊接的零件所形成的直角拐角处。当被焊接的零件在其使用过程中受到高机械应力时，必须特别注意焊接处的品质。同时，被焊接的零件在焊接过程 之前、之中和之后的精确定位必须得到保证。在US4097716中披露了一种用于将第一金属构件的对接部分焊接到第二金属构件的表面上的方法，其中在该第一金属构件的对接末端处形成了交替的凸台和槽缝。在这种方法中，该焊接材料能够渗入这些槽缝中，这向接点赋予了改进的强度。在由于这些凸台部分而允许对竖直部分径向安全定位的同时，这种方法具有的缺点是填角焊缝的渗透不是均匀的，因为它只在槽缝区得到改进。在W02008/008560中披露了一种双重角焊方法，其中在接点的相反两侧上同时形成了两个填角焊缝。在这种使用偶联至两个单独电力发生器的两个电极的已知方法中，重点是对电参数的控制，以便使这两个发生器产生的波形同步。这个过程允许生产出具有改进的并且平衡的渗透性的填角焊缝。然而，待焊接的部件的定位可能是成问题的，特别是在填角焊缝深入地渗透到接点中的实施方案中。在US5383593中，披露了一种用于组装配备有翼片的盘的方法，其中该盘和叶片被定位在一个旋转模板中。使该模板旋转以便将这些翼片依次置于一束能量的前方从而进行焊接。这种方法虽然能实现多个部件的精确定位，但却是耗时的。本专利技术的目的是提供一种适合于将叶片焊接到受到高的机械应力和/或热应力的护板上的焊接方法，从而向焊接点赋予高强度和精确的定位。因此，本专利技术涉及一种用于将叶片(2)焊接到旋转装置的护板(3)上的方法，该方法包括:-在所述叶片中提供一个成型的接触末端￠)，从而产生能够接触该护板的一个减小的接触区；-在该护板中提供一个凹陷(4)，该凹陷包括一个被侧向触及区(7)所环绕的凹陷接触区(5)，该凹陷接触区(5)的面积是针对减小的接触区(6)来调整的；-将该叶片的成型的接触末端引入该凹陷中并且使这一减小的接触区与该凹陷接触区相接触，以便形成一个所得接触区(8)；-将该叶片和该护板角焊在一起，是通过将熔融的填焊金属在一定条件下引入该侧向触及区中，该条件使得沿着该所得接触区(8)的至少10%的面积形成了一个焊接点。在这种方法中，叶片应理解为该旋转装置的基本上径向取向的任何部分、是例如通过加工一个板形成的、具有的特征尺寸为其厚度的至少3倍、优选至少5倍、更优选至少10倍。该特征尺寸是其外表面的平方根的一半。该特征尺寸一般大于lcm、优选大于5cm。本专利技术总体上适合于具有的特征尺寸有利地高达5米、特别是高达2米的叶片。例如，羽片，像叶轮、螺旋桨、风扇或转子羽片落入此定义之内。本专利技术是针对其中叶片对于它们所埋于其中的流体具有机械作用的情况来特别调整的。护板是指位于叶片的末端处的任何部分，该部分是基本上环圆周地定向的并且旨在强化该旋转装置的结构和/或引导包埋的流体穿过该装置。端板、环、侧板、末端凸缘或侧向凸缘落入此定义之内。在接触区中，叶片和护板通常形成“T”接点(在“T”接点中，两个零件是基本上彼此垂直地定向的)。根据本专利技术的第一个必要特征，在叶片中提供了一个成型的接触末端。成型的接触末端是指叶片的这个末端的形状是使得该接触区的表面与该叶片的刚好位于该成型的部分之外的截面的表面相比是减小的。表面减小量一般为至少5%、通常是至少10%、特别是至少20%、更特别地为至少30%，在一些情况下为至少40%。表面减小量一般是小于95 %、通常是小于90 %、特别是小于80 %、更特别地小于70 %，在一些情况下是小于60 %。这个表面减小一般是通过一个会聚角α实现的，该会聚角为至少10°、通常为至少15°、特别是至少20°，如图1中所示，从而导致在上述推荐的表面减小处产生了厚度减小。推荐这个会聚角α为小于45°。根据本专利技术的第二个必要特征，在护板中提供了一个凹陷，其中该叶片的成型的接触末端可以穿透。该凹陷包括两个部分。该第一部分，即该凹陷接触区，是最深的并且被设计成接触该叶片。在接触区中这个凹陷的深度一般为该叶片在其成型的末端处的减小的厚度的至少0.1倍、通常为其至少0.2倍、特别是其至少0.25倍、更特别地是其0.3倍。推荐该深度不超过这一减小的厚度的1.5倍、通常不超过其1.25倍、特别地不超过其1.1倍。该凹陷接触区的面积和形状必须针对该叶片的减小的接触区的面积和形状来调整，以便允许在该叶片的成型的末端被引入凹陷中时实现它们之间的完美接触。在实践中，该凹陷接触区的面积通常是在这一减小的接触区的面积的1.5倍与1.01倍之间、特别地在其1.25倍与1.05倍之间，以便在将叶片相对于护板定位时具有某种公差。该凹陷的第二部分是这个侧向触及区。这个区位于该凹陷接触区周围、被设计成允许焊接设备容易地接近该凹陷的底部并且允许熔融的填焊金属更容易地接近它。这个侧向触及区通常具有成型的的形状，其截面减小，为随着朝凹陷底部移动时的深度的函数。在这个实施方案中，有利的是该凹陷的侧向侧相对于该护板的刚好位于凹陷之外的表面成一个角度(见图1)。这个角度β优选是小于70°、更优选是小于50°、并且最优选是小于30°。但也推荐至少10°、优选15°的值。在根据本专利技术的方法中，该叶片的成型的接触末端被引入凹陷中，并且该叶片的减小的接触区接触了该凹陷接触区。由于这两个接触区的相对尺寸并且由于这个侧向触及区，使得叶片相对于护板的定位是安全、精确并且容易的。在使叶片与护板接触后，将熔融的填焊金属引入这个侧向触及区中，该填焊金属渗入该所得接触区中并且可以更容易地接近该所得接触区。这种渗入允许沿着该所得接触区的至少一部分边界形成一个牢固的接点。这个接点将叶片和护板沿着该所得接触区的至少10%、优选15%的面积焊接在一起。接点的形成一方面是产生自该填焊金属本身的焊接作用和/或在另一方面是产生自从焊接设备和熔融的填焊金属到该所得接触区处构成叶片和护板的金属的热传递。这种热传递至少部分地熔化了所述金属，从而产生了延伸到比该填焊金属本身的渗透深度更远的焊缝。当该侧向触及区的形状为成型的时，该融入的填焊金属流自然地朝该接触区会聚。当该旋转装置被设计用于具有具体要求的应用时，推荐将该熔融的填焊金属在一定条件下引入该侧向触及区中，该条件使得沿着该所得接触区的显著分数的面积形成了接点。在优选的实施方案中，该接点有利地是沿着该所得接触区的面积的至少25%形成的，优选是沿着其至少50%、更优选其至少75%、特别优选地为其至少90%、最优选地为其基本上100%的面积形成的。在填焊金属的渗透逐渐增加直至完成接点形成的那些实施方案中，接点的强度相应地得到改善。在100%的接点形成时，所得接触区的两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.22 EP 10166881.21.用于将叶片(2)焊接到旋转装置的护板(3)上的方法，该方法包括: -在所述叶片中提供成型的接触末端(I)，从而产生能够接触该护板的减小的接触区(6)； -在该护板中提供凹陷(4)，该凹陷包括被侧向触及区(7)所环绕的凹陷接触区(5)，该凹陷接触区(5)的面积是针对该叶片的这一减小的接触区(6)来调整的； -将该叶片的成型的接触末端引入该凹陷中并且使这一减小的接触区与该凹陷接触区相接触，以便形成所得接触区(8)； -通过将熔融的填焊金属在一定条件下引入该侧向触及区中将该叶片和该护板角焊在一起，该条件使得沿着该所得接触区(8)的至少10%的面积形成了焊接点。2.根据权利要求1所述的方法，其中，该接点是沿着该所得接触区(8)的至少25%的面积形成的。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，该接点是沿着该所得接触区(8)的至少50%的面积形成的。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，该接点是沿着该所得接触区的至少90%的面积形成的。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，将该接点进一步在至少500°C的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯卡尔·万德瓦特因，维维安·迪蒙格，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：
国别省市：