一種修理金屬表面裂紋的部件及方法

2023-06-09 05:46:26 1

專利名稱：一種修理金屬表面裂紋的部件及方法
技術領域：
本發明涉及機械維修領域，特別是修復金屬物件表面上裂紋的方法。
背景技術：
在日常生活中，有些韌性較差的金屬物件，例如大型鍋爐的爐體，由於韌性較差，很容易發生開裂、產生裂紋，而且裂紋一旦產生後會順勢延伸、越來越長、越來越大，最後導致破裂，所以很有必要在裂紋產生的初期及時加以修復。在現有的技術中常用的方法是採用焊接修補的方法，利用焊接時對裂紋周圍的金屬表面進行高溫加熱、使之熔化一體、消除裂紋。由於這種方法會引發裂紋後的內部應力變化，有效時間很短，之後仍會發生裂紋進一步加劇或重新產生裂紋的情況；在現有的技術中也有採用跨越設置鉤釘的情況，對阻止裂紋進一步擴展有一定製約作用，但機械構造不是非常理想，發揮的牽引力不夠強，影響有效壽命。針對上述情況，第200610027025.6號「一種修復金屬裂紋的方法」中國發明專利推出了結合採用第200620041337.8號「縫補螺栓」、第200620041338.2號「縫補螺套」及第200620041803.2號「修補鑲嵌件」相關專利技術產品，通過其相應的方式進行裂紋修復。但是這種方法特別適用於修復物件表面平整或弧度極小、接近平坦部位上的裂紋，如果用於修復殼體表面弧形部位上裂紋時，由於不能產生卡持均勻的實際效果而很難確保修復質量和修復後五間的有效工作壽命。總之，目前對全面修復金屬物件弧形面上的裂紋尚缺良策。

發明內容
本發明的目的是要提供一種修復效果好、工作適用性和可靠性均強、能有效阻止裂紋進一步擴展的新穎修復金屬物件裂紋的方法。
本發明的修復金屬物件弧形面上裂紋的方法是這樣實現的選用本發明中的弧形鑲嵌件，通過裂紋周圍弧形面的實際情況製作模具、在弧形模具上標出裂紋走向線、在裂紋走向線的兩端部分上分別設置特殊螺栓，以防止裂紋繼續擴展，再在裂紋垂直兩端鑽兩個定位模具用裝配孔，並通過該定位孔將所述的弧形模具設置在帶裂紋的弧形面上，加工弧形鑲嵌件裝配孔，而後對鑲嵌件裝配孔內部帶有裂紋的部位採用螺栓重疊安裝，以至完全消除鑲嵌件裝配孔內部裂紋，在鑲嵌件裝配孔與裂紋臨界處安裝特殊螺栓，並且與裝配孔內部螺栓重疊，最後精密加工鑲嵌件裝配孔，強制嵌入設置相匹配的「弧形修補鑲嵌件」的方法，修復發生於金屬物件弧形面上的裂紋。
操作時，先清潔物件外表面，依據弧形面上的裂紋具體情況，制定相應的修複方案。
操作步驟如下A.選用規格合適的弧形修補鑲嵌件；B.依據裂紋情況在裂紋中選定弧形鑲嵌件設置位置；C.在弧形鑲嵌件設置位置兩端首先安裝特殊螺栓，以防裂紋繼續蔓延；D.鑲嵌件設置位置垂直方向兩端進行鑽孔，用於臨時模具定位孔；
E.模具定位好以後，加工弧形修補鑲嵌件裝配孔；F.弧形修補鑲嵌件裝配孔加工完畢後，對孔內部裂紋重疊設置特殊螺栓，以至完全消除內部殘留裂紋，並且內部已安裝的螺栓與第三步中提到的鑲嵌件兩端螺栓之間安裝若干個螺栓，相互均需要重疊；G.精密加工弧形修補鑲嵌件裝配孔壁體；H.已過盈配合方式強行嵌入弧形修補鑲嵌件；I.在第四部提到的模具定位孔進行擴孔並安裝螺栓，該螺栓的作用是定位弧形修補鑲嵌件；J.最後按需作外表面平整化處理。


圖1是本發明方法實施例中所用的弧形修補鑲嵌件結構示意圖；圖2是本發明方法實施例中所用的模具結構示意圖；圖3是基於本發明方法修補弧形表面裂紋的操作流程圖。
圖中1.主體 2.中心軸線 3.對稱軸線 4.對稱軸線 5.自身軸線6.半徑 7.弧度 8.半徑 9.模具定位孔 10.限位孔1-111.限位孔1-2 12.限位孔1-3 13.限位孔1-4 14.限位孔1-515.限位孔2-1 16.限位孔2-2 17.限位孔2-3 18.限位孔2-419.特殊螺栓 20.模具裝配孔 21.鑲嵌件裝配孔1-122.鑲嵌件裝配孔1-2 23.鑲嵌件裝配孔1-3 24.鑲嵌件裝配孔1-425.鑲嵌件裝配孔1-5 26.鑲嵌件裝配孔2-1 27.鑲嵌件裝配孔2-228.鑲嵌件裝配孔2-3 29.鑲嵌件裝配孔2-4 30.鑲嵌件裝配孔2-531.鑲嵌件裝配孔3-1 32.鑲嵌件裝配孔3-2 33.鑲嵌件裝配孔3-334.鑲嵌件裝配孔3-4 35.特殊螺栓 36.特殊螺栓 37.特殊螺栓38.特殊螺栓 39.特殊螺栓 40.弧形鑲嵌件 41.鑲嵌件定位螺栓孔42.鑲嵌件定位螺栓孔 43.鑲嵌件定位螺栓 44.鑲嵌件定位螺栓45.裂紋具體實施方式
下面結合附圖和典型實施例對本發明做進一步說明。
在圖1中，本發明弧形鑲嵌件由主體(1)、中心軸線(2)上面的4個圓及左側對稱軸線(3)上面的五個圓、右側對稱軸線(3)上面的五個圓相互重疊組合而成。從側視角度可以看出對稱軸線(4)、自身軸線(5)、半徑(6)與半徑(8)應相同、弧形鑲嵌件的弧度(7)為θ角，弧度的範圍根據現場需要應滿足0°＜θ＜180°。
在圖2中安裝弧形鑲嵌件時使用的模具劃分兩種模式，其一由模具定位孔9和左側的5個限位孔即限位孔1-1(10)、限位孔1-2(11)、限位孔1-3(12)、限位孔1-4(13)、限位孔1-5(14)組成第一個模具。其二由限位孔2-1(15)、限位孔2-2(16)、限位孔2-3(17)、限位孔2-4(18)組成的第二道模具。
施工時需要兩種模具相結合使用，具體使用方法在圖3中說明。
在圖3中施工安裝弧形鑲嵌件的具體方法如下第一步首先在事先選定鑲嵌件位置的兩邊安裝特殊螺栓(19)，其目的是防止裂紋繼續延伸；第二步在裂紋的垂直方向使用第一種模具加工模具定位孔(20)；第三步模具定位好以後，加工左側鑲嵌件裝配孔1-1(21)、鑲嵌件裝配孔1-2(22)、鑲嵌件裝配孔1-3(23)、鑲嵌件裝配孔1-4(24)、鑲嵌件裝配孔1-5(25)；第四步需要把第一種模具旋轉180度，定位結束後，加工鑲嵌件裝配孔2-1(26)、鑲嵌件裝配孔2-2(27)、鑲嵌件裝配孔2-3(28)、鑲嵌件裝配孔2-4(29)、鑲嵌件裝配孔2-5(30)。左右兩側鑲嵌件裝配孔加工結束後，採用第二種模具，定位後加工鑲嵌件裝配孔3-1(31)、鑲嵌件裝配孔3-2(32)、鑲嵌件裝配孔3-3(33)、鑲嵌件裝配孔3-4(34)；第五步對弧形鑲嵌件裝配孔內部裂紋採用特殊螺栓(35)、特殊螺栓(36)、特殊螺栓(37)相互重疊的方式進行安裝，以致完全消除弧形鑲嵌件裝配孔內部殘留裂紋。第五步中可根據裂紋長度需要，底部可以安裝多個特殊螺栓；第六步安裝弧形鑲嵌件裝配孔和母材臨界處與特殊螺栓(35)、特殊螺栓(37)相互重疊的特殊螺栓(38)、特殊螺栓(39)；第七步對弧形鑲嵌件裝配孔壁體進行精密加工；第八步由過盈配合方式嵌入弧形鑲嵌件(40)後表面進行平整化處理；
第九步對模具定位孔進行擴孔即弧形鑲嵌件定位孔(41)、弧形鑲嵌件定位孔(42)；第十步安裝鑲嵌件定位螺栓(43)、鑲嵌件定位螺栓(44)；最後表面進行平整化處理。
權利要求
1.一種修理金屬物件表面上裂紋的部件及方法，其特徵在於通過裂紋周圍金屬面的實際情況製作模具、在該模具上標出裂紋走向線、在裂紋走向線的兩端部分上分別設置特殊螺栓(19)，以防止裂紋繼續擴展，再在裂紋垂直兩端鑽兩個定位模具用裝配孔(20)，並通過該定位孔將所述的弧形模具設置在帶裂紋的弧形面上，加工弧形鑲嵌件裝配孔(21)~(34)，而後對鑲嵌件裝配孔內部帶有裂紋的部位採用特殊螺栓(19)重疊安裝，以至完全消除鑲嵌件裝配孔內部裂紋，在鑲嵌件裝配孔與裂紋臨界處安裝特殊螺栓(19)，並且與裝配孔內部螺栓重疊，最後精密加工鑲嵌件裝配孔，強制嵌入設置相匹配的「弧形修補鑲嵌件」，在鑲嵌件和鑲嵌件之間安裝特殊螺栓，最後擴大模具定位孔(9)安裝特殊螺栓，起定位鑲嵌件的作用。採用以上方法修復發生於金屬物件弧形面上的裂紋。
2.根據權利要求書1所述的修理金屬物件表面上裂紋的部件及方法，其特徵在於所述二塊模具弧形相同、上下位置有臨時定位孔(9)、與弧形鑲嵌件對稱軸線(3)上五個弧形鑲嵌件裝配孔與第一種模具上面的五個限位孔相匹配、弧形鑲嵌件中心軸線(2)上面的四個弧形鑲嵌件裝配孔與第二種模具限位孔互相匹配。
3.根據權利要求書1所述的修理金屬物件表面上裂紋的部件及方法，其特徵在於所述的弧形鑲嵌件的主件(1)上中心軸線(2)和兩側對稱軸線(3)合併為一根中心軸線，僅在中心軸線(2)上交叉設置直徑相同或相異的中間圓柱體，弧形鑲嵌件的主件(1)中，中心軸線(2)和對稱軸線(3)上面的圓的數量可以或增或減。
4.根據權利要求書1所述的修理金屬物件表面上裂紋的部件及方法，其特徵在於所述的主件(1)呈弧度範圍大於零度小於一百八十度的弧形條塊狀。
全文摘要
本發明涉及一種修復金屬物件表面裂紋的部件及方法，其特徵在於採用具有與裂紋表面弧度相同的弧形鑲嵌件，通過一句裂紋周圍弧形面的實際情況製作模具、在弧形模具上標出裂紋走向線、在裂紋走向線的兩端部分上分別設置特殊螺栓，以防止裂紋繼續擴展，再在裂紋垂直兩端鑽兩個定位模具用裝配孔，並通過該定位孔將所述的弧形模具設置在帶裂紋的弧形面上，加工弧形鑲嵌件裝配孔，而後對鑲嵌件裝配孔內部帶有裂紋的部位採用螺栓重疊安裝，以至完全消除鑲嵌件裝配孔內部裂紋，在鑲嵌件裝配孔與裂紋臨界處安裝特殊螺栓，並且與裝配孔內部螺栓重疊，最後精密加工鑲嵌件裝配孔，強制嵌入設置相匹配的「弧形修補鑲嵌件」的方法，使金屬物件得到有效修復。
文檔編號B23P6/00GK1951623SQ20061011835
公開日2007年4月25日 申請日期2006年11月15日 優先權日2006年11月15日
發明者姜鉉泰, 李昌勳 申請人:李昌勳, 姜鉉泰