CN111843375B - 一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，属于工件裂纹修复技术领域，通过将裂纹处凿除形成一个槽型修复腔，在槽型修复腔内放置带有多个可熔融胀裂囊的修补加强件，可熔融胀裂囊内填充有不锈钢修补剂，利用加热板对槽型修复腔的上端面进行密封覆盖，加热后，槽型修复腔内的可熔融胀裂囊熔融裂解，其内部的不锈钢修补剂溢出填充于槽型修复腔内，并与修补加强件形成一个槽型修补体，嵌设有修补加强件的槽型修补体有效提高了整个熔接的机械强度，同时，利用密封熔接填充法，有利于不锈钢修补剂与槽型修复腔内壁密封衔接，该槽型修补体不易从修补处脱落以及其自身的变形、开裂。

Description

一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法

技术领域

本发明涉及工件裂纹修复技术领域，更具体地说，涉及一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法。

背景技术

由于不锈钢具有良好的强度和优越的耐腐蚀性，故在汽车、能源、航空航天等领域有着广泛的应用。不锈钢工件在受到循环载荷工作应力的影响下，会产生微观缺陷，尤其在工件的长期使用、加工过程中，其端面上的微观缺陷慢慢扩展成为宏观裂纹。我们为了保证服役工件的安全性，不得不忍痛将含有微小裂纹的工件废弃，造成工件成本增大。

不锈钢工件的耐久性及其含有微小裂纹的修复问题已越来越成为当今机械、材料、力学领域十分关注的课题。传统的微裂纹修复方法，例如氩弧焊、等离子喷涂、等离子电弧焊等方法，这些方法虽工艺简单，但仍存在一定的缺陷。针对裂纹来说，不易使得焊接料完全导入至裂纹内部，与裂纹纹缝的熔接密封性还有待提高；此外，焊接后的焊接处容易变形，使用过程中容易产生脱落、开裂等问题，因此这些方法的应用具有很大的局限性。

为此，我们提出一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法来有效解决现有技术中所存在的一些问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，通过将裂纹处凿除形成一个槽型修复腔，在槽型修复腔内放置带有多个可熔融胀裂囊的修补加强件，可熔融胀裂囊内填充有不锈钢修补剂，利用加热板对槽型修复腔的上端面进行密封覆盖，加热后，槽型修复腔内的可熔融胀裂囊熔融裂解，其内部的不锈钢修补剂溢出填充于槽型修复腔内，并与修补加强件形成一个槽型修补体，嵌设有修补加强件的槽型修补体有效提高了整个熔接的机械强度，同时，利用密封熔接填充法，有利于不锈钢修补剂与槽型修复腔内壁密封衔接，该槽型修补体不易从修补处脱落以及其自身的变形、开裂。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，具体方法步骤如下：

S1、将待修补的工件端面进行清洁，干燥，去除油污灰尘，对微裂纹处进行凿除，形成一个槽型修复腔，清理掉槽型修复腔的凿除碎屑；

S2、在槽型修复腔内置放修补加强件，该修补加强件为枝状结构，且枝状结构上设置有多个可熔融胀裂囊，且多个可熔融胀裂囊的内部填充有不锈钢修补剂；

S3、在槽型修复腔的顶端放置加热板，加热板密封贴附于槽型修复腔的顶端面并进行预热，多个可熔融胀裂囊在高温环境下裂解熔融，不锈钢修补剂填充扩散于槽型修复腔内；

S4、S3中的不锈钢修补剂熔融成型构成槽型修补体，待冷却30min，拆除加热板，在槽型修补体的顶端面依次涂覆防水层、防腐层，并在防腐层上涂覆一层与该待修补工件颜色一致的上色层，并对上色层与待修补工件的熔接处进行打磨。

进一步的，所述槽型修复腔为多段式条状腔体，所述多段式条状腔体的内壁上开设有槽纹，针对一些曲形结构的裂纹，采用多段式条状开凿，一方面便于将修补加强件放置于槽型修复腔内，另一方面不会过于扩大了修补空间。

进一步的，所述修补加强件包括嵌设于多段式条状腔体内的多段式嵌设板，所述嵌设板的两侧侧壁上分布有多个分枝板，所述分枝板上分布有孔洞，嵌设板与分枝板嵌设于槽型修复腔后，其与槽型修复腔仍留有一定的熔融修补空间，当不锈钢修补剂熔融填充后，嵌设板与分枝板随形成的加强结构便嵌设于熔融修补剂中形成一个槽型修补体，有利于增强修补强度，其与槽型修复腔形成整体结构。

进一步的，所述嵌设板的底端部设有多个紧固杆，所述槽型修复腔的内底部钻设有多个与紧固杆相匹配的紧固孔，进一步增强了修补强度，使得槽型修补体不易脱落。

进一步的，所述可熔融胀裂囊包括中空网状填充球，所述中空网状填充球的外侧包覆有可熔融胶囊壳，所述不锈钢修补剂填充于中空网状填充球内，可熔融胶囊壳高温溶解后，其内部的不锈钢修补剂扩散开来并填充于在槽型修复腔内，而中空网状填充球采用金属材质，其嵌设于熔融的不锈钢修补剂，进一步加强了该所形成的槽型修补体的机械强度。

进一步的，所述可熔融胶囊壳为热溶胶材质制成，所述中空网状填充球通过衔接钢绳与嵌设板固定连接，当该修补加强件未投入使用时，可熔融胶囊壳由于未处于高温环境中，其对内部的不锈钢修补剂起到密封作用，当处于高温环境下，裂解后内部的不锈钢修补剂溢出，而可熔融胶囊壳本身具备粘结性，易于与不锈钢修补剂配合，加强不锈钢修补剂的修补粘结力度。

进一步的，所述S3中加热板底端固定连接有导热板，所述导热板的底端贴附有耐高温薄膜，所述耐高温薄膜的底端涂覆有防粘涂层，带有防粘涂层的耐高温薄膜有利于在拆除导热板时不会对随形成的槽型修补体进行撕扯，对加热板以及槽型修补体均起到隔离保护作用。

进一步的，所述加热板对槽型修复腔的预热温度为80-100℃，熔融时间为20-30min。

进一步的，所述嵌设板以及分枝板均为与该待修补工件同密度、同材质的不锈钢板材，且嵌设板以及分枝板上均设有金属倒刺，金属倒刺更有利于不锈钢修补剂在熔融后能够附着于修补加强件上，有效提高两者的粘结力度。

1．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过将裂纹处凿除形成一个槽型修复腔，在槽型修复腔内放置带有多个可熔融胀裂囊的修补加强件，可熔融胀裂囊内填充有不锈钢修补剂，利用加热板对槽型修复腔的上端面进行密封覆盖，加热后，槽型修复腔内的可熔融胀裂囊熔融裂解，其内部的不锈钢修补剂溢出填充于槽型修复腔内，并与修补加强件形成一个槽型修补体，嵌设有修补加强件的槽型修补体有效提高了整个熔接的机械强度，同时，利用密封熔接填充法，有利于不锈钢修补剂与槽型修复腔内壁密封衔接，该槽型修补体不易从修补处脱落以及其自身的变形、开裂。

（2）槽型修复腔为多段式条状腔体，所述多段式条状腔体的内壁上开设有槽纹，针对一些曲形结构的裂纹，采用多段式条状开凿，一方面便于将修补加强件放置于槽型修复腔内，另一方面不会过于扩大了修补空间。

（3）修补加强件包括嵌设于多段式条状腔体内的多段式嵌设板，所述嵌设板的两侧侧壁上分布有多个分枝板，所述分枝板上分布有孔洞，嵌设板与分枝板嵌设于槽型修复腔后，其与槽型修复腔仍留有一定的熔融修补空间，当不锈钢修补剂熔融填充后，嵌设板与分枝板随形成的加强结构便嵌设于熔融修补剂中形成一个槽型修补体，有利于增强修补强度，其与槽型修复腔形成整体结构。

（4）可熔融胀裂囊包括中空网状填充球，所述中空网状填充球的外侧包覆有可熔融胶囊壳，所述不锈钢修补剂填充于中空网状填充球内，可熔融胶囊壳高温溶解后，其内部的不锈钢修补剂扩散开来并填充于在槽型修复腔内，而中空网状填充球采用金属材质，其嵌设于熔融的不锈钢修补剂，进一步加强了该所形成的槽型修补体的机械强度。

（5）可熔融胶囊壳为热溶胶材质制成，所述中空网状填充球通过衔接钢绳与嵌设板固定连接，当该修补加强件未投入使用时，可熔融胶囊壳由于未处于高温环境中，其对内部的不锈钢修补剂起到密封作用，当处于高温环境下，裂解后内部的不锈钢修补剂溢出，而可熔融胶囊壳本身具备粘结性，易于与不锈钢修补剂配合，加强不锈钢修补剂的修补粘结力度。

（6）加热板底端固定连接有导热板，所述导热板的底端贴附有耐高温薄膜，所述耐高温薄膜的底端涂覆有防粘涂层，带有防粘涂层的耐高温薄膜有利于在拆除导热板时不会对随形成的槽型修补体进行撕扯，对加热板以及槽型修补体均起到隔离保护作用。

（7）嵌设板以及分枝板均为与该待修补工件同密度、同材质的不锈钢板材，且嵌设板以及分枝板上均设有金属倒刺，金属倒刺更有利于不锈钢修补剂在熔融后能够附着于修补加强件上，有效提高两者的粘结力度。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的槽型修复腔与修补加强件结合处的俯视图；

图3为本发明的修补加强件与可熔融胀裂囊结合处的立体图；

图4为本发明的可熔融胀裂囊的剖视图。

图中标号说明：

1槽型修复腔、2修补加强件、201嵌设板、202紧固杆、203分枝板、3可熔融胀裂囊、301中空网状填充球、302可熔融胶囊壳、4不锈钢修补剂、5衔接钢绳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，具体方法步骤如下：

S1、将待修补的工件端面进行清洁，干燥，去除油污灰尘，对微裂纹处进行凿除，形成一个槽型修复腔1，清理掉槽型修复腔1的凿除碎屑；

S2、在槽型修复腔内置放修补加强件2，该修补加强件2为枝状结构，且枝状结构上设置有多个可熔融胀裂囊3，且多个可熔融胀裂囊3的内部填充有不锈钢修补剂4；

S3、在槽型修复腔1的顶端放置加热板，加热板密封贴附于槽型修复腔1的顶端面并进行预热，多个可熔融胀裂囊3在高温环境下裂解熔融，不锈钢修补剂4填充扩散于槽型修复腔1内；

S4、S3中的不锈钢修补剂熔融成型构成槽型修补体，待冷却30min，拆除加热板，在槽型修补体的顶端面依次涂覆防水层、防腐层，并在防腐层上涂覆一层与该待修补工件颜色一致的上色层，并对上色层与待修补工件的熔接处进行打磨。

请参阅图2-4，其中，槽型修复腔1为多段式条状腔体，多段式条状腔体的内壁上开设有槽纹，针对一些曲形结构的裂纹，采用多段式条状开凿，一方面便于将修补加强件2放置于槽型修复腔1内，另一方面不会过于扩大了修补空间，修补加强件2包括嵌设于多段式条状腔体内的多段式嵌设板201，嵌设板201的两侧侧壁上分布有多个分枝板203，分枝板203上分布有孔洞，嵌设板201与分枝板203嵌设于槽型修复腔1后，其与槽型修复腔1仍留有一定的熔融修补空间，当不锈钢修补剂4熔融填充后，嵌设板201与分枝板203随形成的加强结构便嵌设于熔融修补剂中形成一个槽型修补体，有利于增强修补强度，其与槽型修复腔1形成整体结构。

嵌设板201的底端部设有多个紧固杆202，槽型修复腔1的内底部钻设有多个与紧固杆202相匹配的紧固孔，进一步增强了修补强度，使得槽型修补体不易脱落。

可熔融胀裂囊3包括中空网状填充球301，中空网状填充球301的外侧包覆有可熔融胶囊壳302，不锈钢修补剂4填充于中空网状填充球301内，可熔融胶囊壳302高温溶解后，其内部的不锈钢修补剂4扩散开来并填充于在槽型修复腔1内，而中空网状填充球301采用金属材质，其嵌设于熔融的不锈钢修补剂4，进一步加强了该所形成的槽型修补体的机械强度，可熔融胶囊壳302为热溶胶材质制成，中空网状填充球301通过衔接钢绳5与嵌设板201固定连接，当该修补加强件2未投入使用时，可熔融胶囊壳302由于未处于高温环境中，其对内部的不锈钢修补剂4起到密封作用，当处于高温环境下，裂解后内部的不锈钢修补剂4溢出，而可熔融胶囊壳302本身具备粘结性，易于与不锈钢修补剂4配合，加强不锈钢修补剂4的修补粘结力度。

此外，在此需要补充的是，S3中加热板底端固定连接有导热板，导热板的底端贴附有耐高温薄膜，耐高温薄膜的底端涂覆有防粘涂层，带有防粘涂层的耐高温薄膜有利于在拆除导热板时不会对随形成的槽型修补体进行撕扯，对加热板以及槽型修补体均起到隔离保护作用，而加热板对槽型修复腔预热温度为80-100℃，熔融时间为20-30min。

嵌设板201以及分枝板203均为与该待修补工件同密度、同材质的不锈钢板材，且嵌设板201以及分枝板203上均设有金属倒刺，金属倒刺更有利于不锈钢修补剂4在熔融后能够附着于修补加强件2上，有效提高两者的粘结力度。

本发明通过将裂纹处凿除形成一个槽型修复腔1，在槽型修复腔1内放置带有多个可熔融胀裂囊3的修补加强件2，可熔融胀裂囊3内填充有不锈钢修补剂4，利用加热板对槽型修复腔1的上端面进行密封覆盖，加热后，槽型修复腔1内的可熔融胀裂囊3熔融裂解，其内部的不锈钢修补剂4溢出填充于槽型修复腔1内，并与修补加强件2形成一个槽型修补体，嵌设有修补加强件2的槽型修补体有效提高了整个熔接的机械强度，同时，利用密封熔接填充法，有利于不锈钢修补剂4与槽型修复腔1内壁密封衔接，该槽型修补体不易从修补处脱落以及其自身变形、开裂。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，其特征在于：具体方法步骤如下：

S1、将待修补的工件端面进行清洁，干燥，去除油污灰尘，对微裂纹处进行凿除，形成一个槽型修复腔（1），清理掉槽型修复腔（1）的凿除碎屑；

S2、在槽型修复腔内置放修补加强件（2），该修补加强件（2）为枝状结构，且枝状结构上设置有多个可熔融胀裂囊（3），且多个可熔融胀裂囊（3）的内部填充有不锈钢修补剂（4）；

S3、在槽型修复腔（1）的顶端放置加热板，加热板密封贴附于槽型修复腔（1）的顶端面并进行预热，多个可熔融胀裂囊（3）在高温环境下裂解熔融，不锈钢修补剂（4）填充扩散于槽型修复腔（1）内；

S4、S3中的不锈钢修补剂熔融成型构成槽型修补体，待冷却30min，拆除加热板，在槽型修补体的顶端面依次涂覆防水层、防腐层，并在防腐层上涂覆一层与该待修补工件颜色一致的上色层，并对上色层与待修补工件的熔接处进行打磨。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，其特征在于：所述槽型修复腔（1）为多段式条状腔体，所述多段式条状腔体的内壁上开设有槽纹。

3.根据权利要求2所述的一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，其特征在于：所述修补加强件（2）包括嵌设于多段式条状腔体内的多段式嵌设板（201），所述嵌设板（201）的两侧侧壁上分布有多个分枝板（203），所述分枝板（203）上分布有孔洞。

4.根据权利要求3所述的一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，其特征在于：所述嵌设板（201）的底端部设有多个紧固杆（202），所述槽型修复腔（1）的内底部钻设有多个与紧固杆（202）相匹配的紧固孔。

5.根据权利要求4所述的一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，其特征在于：所述可熔融胀裂囊（3）包括中空网状填充球（301），所述中空网状填充球（301）的外侧包覆有可熔融胶囊壳（302），所述不锈钢修补剂（4）填充于中空网状填充球（301）内。

6.根据权利要求5所述的一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，其特征在于：所述可熔融胶囊壳（302）为可溶胶材质制成，所述中空网状填充球（301）通过衔接钢绳（5）与嵌设板（201）固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，其特征在于：所述S3中加热板底端固定连接有导热板，所述导热板的底端贴附有耐高温薄膜，所述耐高温薄膜的底端涂覆有防粘涂层。

8.根据权利要求1所述的一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，其特征在于：所述加热板对槽型修复腔（1）的预热温度为80-100℃，熔融时间为20-30min。

9.根据权利要求4所述的一种不锈钢工件裂纹修复用熔融修补方法，其特征在于：所述嵌设板（201）以及分枝板（203）均为与该待修补工件同密度、同材质的不锈钢板材，且嵌设板（201）以及分枝板（203）上均设有金属倒刺。

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