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Abstract

本发明涉及包括焊接接头的物件，具体地提供一种物件，并且该物件包括：第一零件，该第一零件具有限定在第一和第二表面的相交处的第一边缘，其中，第一和第二表面形成第一角度；第二零件，该第二零件具有限定在第三和第四表面的相交处的第二边缘，其中，第三和第四表面形成不同于第一角度的第二角度；以及焊接接头，该焊接接头形成在第一表面与第三表面的接触处。

Description

包括焊接接头的物件
技术领域
本文公开的主题涉及包括焊接接头的物件，更特别地涉及包括第一和第二环形零件和环形焊接接头的物件。
背景技术
焊接接头经常用于各种工业应用，以将一个零件联接到另一个零件。在飞机机舱空气压缩机的压缩机壳体的组件就是一种采用了焊接接头的此类应用。该组件包括锻造的环形零件，其在混合构造中被焊接到铸造的环形零件。之所以使用混合构造，是因为虽然锻造环形零件常常被以相对简单的形状提供，但铸造零件可具有更复杂的几何形状，在不采用铸造的情况下难以形成该更复杂的几何形状。
在混合构造的情况下，焊接接头由电子束(EB)焊接工艺来形成，电子束(EB)焊接上艺在联接锻造零件和铸造零件时被认为是有效的，使得焊接接头被一体地强化。通常，通过在期望形成EB焊接接头的位置对准非常小的电子流来实现EB焊接。这允许形成EB焊接接头，同时使焊接附近的热影响区(HAZ)的尺寸最小化。通过保持HAZ的尺寸小型化，铸造零件上的一些缺陷也可被最小化。
尽管EB焊接工艺在形成相对薄的、在铸造零件中具有很少缺陷的EB焊接接头是有效的，但已发现对于相对厚的接头而言，EB焊接接头趋向于在铸造零件中形成数量增多的缺陷，在相对厚的接头中产生了大量的热量和大的HAZ。通常，这种发现引导研究者设计图1的镜像的混合构造，其中，锻造零件1具有突出部2，突出部2被焊接到铸造零件4的端部3。如图1所示，对应的角α1和α2是镜像的，使得端部3的厚度被限制到突出部2的厚度。然而，由于在焊接过程中产生的应力，仍然经常在铸造零件4中发现过多数量的缺陷，并且在维护期间常常必须更换铸造零件4。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种物件，并且该物件包括：第一零件，该第一零件具有限定在第一和第二表面的相交处的第一边缘，其中，第一和第二表面形成第一角度；第二零件，该第二零件具有限定在第三和第四表面的相交处的第二边缘，其中，第三和第四表面形成不同于第一角度的第二角度；以及焊接接头，该焊接接头形成在第一表面与第三表面的接触处。
根据本发明的另一方面，提供一种物件，并且该物件包括：第一环形零件，该第一环形零件具有第一和第二表面以及限定在第一和第二表面的相交处的第一边缘，第一表面为环形的径向向外面对的表面；第二环形零件，该第二环形零件具有第三和第四表面以及限定在第三和第四表面的相交处的第二边缘，第三表面为环形的径向向内面对的表面；以及环形焊接接头，该环形焊接接头形成在第一表面与第三表面的接触处，使得第二和第四表面相对于彼此布置成一角度。
根据本发明的再一方面，提供一种形成物件的方法，并且该方法包括：形成锻造的第一零件，其具有限定在第一和第二表面的相交处的第一边缘，其中，第一和第二表面形成第一角度；铸造第二零件，其具有限定在第三和第四表面的相交处的第二边缘，其中，第三和第四表面形成不同于第一角度的第二角度；以及对第一表面和第三表面进行电子束焊接。
这些及其他优点和特点从以下与附图结合的描述将变得更为明显。
附图说明
在说明书末尾的权利要求书中特别的指出和清楚地请求保护被认为是本发明的主题。从以下详细描述并结合附图，本发明的上述及其他优点和特点将变得明显，附图中：
图1是根据现有技术构造的焊接接头的侧视图；
图2是根据本发明的实施例的焊接接头的侧视图；并且
图3是图2的焊接接头的放大图。
通过示例的方式并参照附图，该详细描述说明了本发明的实施例以及优点和特征。
具体实施方式
如上所述，降低焊接接头的混合构造的铸造零件中的缺陷的需要，引导研究人员去设计镜像的混合构造，其特征在于铸造零件的一些部分变薄以便与锻造零件的对应部分的形状形成镜像。人们相信这样做会限制焊接过程导致的缺陷的数量，但是事实上，镜像的混合构造依然呈现过多数量的缺陷。根据本发明的多个方面，提出了一个违反直觉的解决方案，其中，铸造零件朝向焊接接头渐缩，因此根本不与锻造零件的形状形成镜像。实际上，铸造零件的厚度在焊接接头位置处或附近实际增加。
也即，参照图2和3，提供一种物件10，并且该物件10例如可以为飞机机舱空气压缩机的压缩机壳体的一部分。物件10包括第一环形零件20、第二环形零件30以及在第一环形零件20和第二环形零件30的结合处的焊接接头40。第
一环形零件20可以由铝、其它类似的金属和/或它们的合金形成并且是锻造成形的零件。第二环形零件30可以由铝、其它类似的金属和/或它们的合金形成并且是铸造零件。尽管第一和第二环形零件20和30在某些几何特性(即，沿焊接接头40的公共厚度)方面是相配的，但第二环形零件30的铸造会导致第二环形零件30的延展性小于第一环形零件20。
第一环形零件20具有中心环形主体21和外部环形法兰22，外部法兰22支撑性地布置在中心环形主体21的外部径向部分处。外部环形法兰22包括环形突出部23，环形突出部23具有第一表面24(见图3)、第二表面25(见图3)和第一边缘26(见图3)。第一边缘26限定在第一表面24和第二表面25的相交处，其中，第一表面24和第二表面25限定第一角度α10(见图3)。
第二环形零件30包括平坦区段31和具有曲线截面320的环形端部区段32。在曲线截面320的一端，环形端部区段32包括块茎状环形区段33，其具有第三表面34(见图3)、第四表面35(见图3)和第二边缘36(见图3)。第二边缘36限定在第三表面34和第四表面35的相交处，其中，第三表面34和第四表面35限定第二角度α20(见图3)。
一般地，如图3所示，第一角度α10和第二角度α20彼此不同。更特别地，第一角度α10可以被限定为基本直角，第二角度α20可以被限定为非直角。这样，块茎状环形区段33具有锥形表面37，随着与焊接接头40的径向距离的增加，锥形表面37有效地增加块茎状环形区段33的厚度。块茎状环形区段33的厚度的这种有效增加局部地加强第二环形零件30，由此降低焊接过程在第二环形零件30中形成的缺陷的数量。
焊接接头40可以被形成为电子束(EB)焊接接头。这通过在第一环形零件20周围布置第二环形零件30使得第一表面24与第三表面34周向地配准而完成。然后，构造成发射电子束的工具41(见图2)被布置成邻近于期望的焊接接头位置。一旦工具41被启动，工具41沿着与期望焊接接头的形状相似的环形图案移动，同时工具41发射电子束，该电子束局部地加热第一表面24和第三表面34，使得环形地形成焊接接头40。
在形成焊接接头40之后，第二表面25被形成为相对于第四表面35以非直角布置，使得在焊接接头40的任何给定的周向位置，第四表面35的法向角相对于第二表面25的法向角横向地取向。
尽管已经结合仅仅有限数量的实施例对本发明进行详细地描述，容易理解的是本发明不局限于这些公开的实施例。相反，本发明能够被改进以包括任何数量的此前未描述但与本发明的精神和范围相称的变化、改变、替换或等同布置。另外，尽管已经描述了本发明的各种实施例，但可以理解，本发明的方面可以仅仅包括所描述实施例中的一些。因此，本发明不应被看作限于上述的描述，而是仅仅被所附权利要求的范围限制。

Claims (20)

1.一种物件，包括：
第一零件，所述第一零件具有限定在第一和第二表面的相交处的第一边缘，其中，所述第一和第二表面形成第一角度；
第二零件，所述第二零件具有限定在第三和第四表面的相交处的第二边缘，其中，所述第三和第四表面形成不同于所述第一角度的第二角度；以及
焊接接头，所述焊接接头形成在所述第一表面与所述第三表面的接触处。
2.根据权利要求1的物件，其中，所述第一和第二零件均为环形。
3.根据权利要求2的物件，其中，所述第二角度大于所述第一角度。
4.根据权利要求1的物件，其中，所述第一零件包括铸造零件，并且所述第二零件包括锻造零件。
5.根据权利要求1的物件，其中，所述第一和第二零件均包括铝。
6.根据权利要求1的物件，其中，所述焊接接头包括电子束焊接接头。
7.一种物件，包括：
第一环形零件，所述第一环形零件具有第一和第二表面以及限定在所述第一和第二表面的相交处的第一边缘，所述第一表面为环形的径向向外面对的表面；
第二环形零件，所述第二环形零件具有第三和第四表面以及限定在所述第三和第四表面的相交处的第二边缘，所述第三表面为环形的径向向内面对的表面；
环形焊接接头，所述环形焊接接头形成在所述第一表面与所述第三表面的接触处，使得所述第二和第四表面相对于彼此布置成一角度。
8.根据权利要求7的物件，其中，所述第一和第二环形零件中的至少一个包括铝。
9.根据权利要求7的物件，其中，所述第一环形零件包括锻造零件并且所述第二环形零件包括铸造零件。
10.根据权利要求7的物件，其中，所述焊接接头包括电子束焊接接头。
11.根据权利要求7的物件，其中，所述第四表面的法向角相对于所述第二表面的法向角横向地取向。
12.根据权利要求7的物件，其中，所述第一环形零件包括：
中心环形主体；和
外部环形法兰，所述外部环形法兰支撑性地布置在所述中心环形主体的外部径向部分处。
13.根据权利要求12的物件，其中，所述外部环形法兰包括环形突出部，在所述环形突出部处，所述第一和第二表面限定所述第一边缘。
14.根据权利要求7的物件，其中，所述第一和第二表面在所述第一边缘处形成的角度基本为直角。
15.根据权利要求7的物件，其中，所述第二环形零件包括：
平坦区段；和
具有曲线截面的环形端部区段。
16.根据权利要求15的物件，其中，所述环形端部区段包括块茎状环形区段，在所述块茎状环形区段处，所述第三和第四表面限定所述第二边缘。
17.根据权利要求7的物件，其中，所述第三和第四表面在所述第二边缘处形成的角度为非直角。
18.一种形成物件的方法，包括：
形成锻造的第一零件，所述锻造的第一零件具有限定在第一和第二表面的相交处的第一边缘，其中，所述第一和第二表面形成第一角度；
铸造第二零件，所述第二零件具有限定在第三和第四表面的相交处的第二边缘，其中，所述第三和第四表面形成不同于所述第一角度的第二角度；以及
对所述第一表面和所述第三表面进行电子束焊接。
19.根据权利要求18的方法，其中，形成锻造的第一零件包括将所述锻造的第一零件形成为环形零件，并且铸造第二零件包括将所述第二零件铸造为环形零件。
20.根据权利要求19的方法，其中，所述第二角度大于所述第一角度。
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