CN1951623A - 一种修理金属表面裂纹的部件及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种修复金属物件表面裂纹的部件及方法，其特征在于采用具有与裂纹表面弧度相同的弧形镶嵌件，通过一句裂纹周围弧形面的实际情况制作模具、在弧形模具上标出裂纹走向线、在裂纹走向线的两端部分上分别设置特殊螺栓，以防止裂纹继续扩展，再在裂纹垂直两端钻两个定位模具用装配孔，并通过该定位孔将所述的弧形模具设置在带裂纹的弧形面上，加工弧形镶嵌件装配孔，而后对镶嵌件装配孔内部带有裂纹的部位采用螺栓重叠安装，以至完全消除镶嵌件装配孔内部裂纹，在镶嵌件装配孔与裂纹临界处安装特殊螺栓，并且与装配孔内部螺栓重叠，最后精密加工镶嵌件装配孔，强制嵌入设置相匹配的“弧形修补镶嵌件”的方法，使金属物件得到有效修复。

Description

一种修理金属表面裂纹的部件及方法

技术领域

本发明涉及机械维修领域，特别是修复金属物件表面上裂纹的方法。

背景技术

在日常生活中，有些韧性较差的金属物件，例如大型锅炉的炉体，由于韧性较差，很容易发生开裂、产生裂纹，而且裂纹一旦产生后会顺势延伸、越来越长、越来越大，最后导致破裂，所以很有必要在裂纹产生的初期及时加以修复。在现有的技术中常用的方法是采用焊接修补的方法，利用焊接时对裂纹周围的金属表面进行高温加热、使之熔化一体、消除裂纹。由于这种方法会引发裂纹后的内部应力变化，有效时间很短，之后仍会发生裂纹进一步加剧或重新产生裂纹的情况；在现有的技术中也有采用跨越设置钩钉的情况，对阻止裂纹进一步扩展有一定制约作用，但机械构造不是非常理想，发挥的牵引力不够强，影响有效寿命。针对上述情况，第200610027025.6号“一种修复金属裂纹的方法”中国发明专利推出了结合采用第200620041337.8号“缝补螺栓”、第200620041338.2号“缝补螺套”及第200620041803.2号“修补镶嵌件”相关专利技术产品，通过其相应的方式进行裂纹修复。但是这种方法特别适用于修复物件表面平整或弧度极小、接近平坦部位上的裂纹，如果用于修复壳体表面弧形部位上裂纹时，由于不能产生卡持均匀的实际效果而很难确保修复质量和修复后五间的有效工作寿命。总之，目前对全面修复金属物件弧形面上的裂纹尚缺良策。

发明内容

本发明的目的是要提供一种修复效果好、工作适用性和可靠性均强、能有效阻止裂纹进一步扩展的新颖修复金属物件裂纹的方法。

本发明的修复金属物件弧形面上裂纹的方法是这样实现的：选用本发明中的弧形镶嵌件，通过裂纹周围弧形面的实际情况制作模具、在弧形模具上标出裂纹走向线、在裂纹走向线的两端部分上分别设置特殊螺栓，以防止裂纹继续扩展，再在裂纹垂直两端钻两个定位模具用装配孔，并通过该定位孔将所述的弧形模具设置在带裂纹的弧形面上，加工弧形镶嵌件装配孔，而后对镶嵌件装配孔内部带有裂纹的部位采用螺栓重叠安装，以至完全消除镶嵌件装配孔内部裂纹，在镶嵌件装配孔与裂纹临界处安装特殊螺栓，并且与装配孔内部螺栓重叠，最后精密加工镶嵌件装配孔，强制嵌入设置相匹配的“弧形修补镶嵌件”的方法，修复发生于金属物件弧形面上的裂纹。

操作时，先清洁物件外表面，依据弧形面上的裂纹具体情况，制定相应的修复方案。

操作步骤如下：

A.选用规格合适的弧形修补镶嵌件；

B.依据裂纹情况在裂纹中选定弧形镶嵌件设置位置；

C.在弧形镶嵌件设置位置两端首先安装特殊螺栓，以防裂纹继续蔓延；

D.镶嵌件设置位置垂直方向两端进行钻孔，用于临时模具定位孔；

E.模具定位好以后，加工弧形修补镶嵌件装配孔；

F.弧形修补镶嵌件装配孔加工完毕后，对孔内部裂纹重叠设置特殊螺栓，以至完全消除内部残留裂纹，并且内部已安装的螺栓与第三步中提到的镶嵌件两端螺栓之间安装若干个螺栓，相互均需要重叠；

G.精密加工弧形修补镶嵌件装配孔壁体；

H.已过盈配合方式强行嵌入弧形修补镶嵌件；

I.在第四部提到的模具定位孔进行扩孔并安装螺栓，该螺栓的作用是定位弧形修补镶嵌件；

J.最后按需作外表面平整化处理。

附图说明

图1是本发明方法实施例中所用的弧形修补镶嵌件结构示意图；

图2是本发明方法实施例中所用的模具结构示意图；

图3是基于本发明方法修补弧形表面裂纹的操作流程图。

图中：

1.主体  2.中心轴线  3.对称轴线  4.对称轴线  5.自身轴线6.半径  7.弧度  8.半径  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.模具装配孔  21.镶嵌件装配孔1-122.镶嵌件装配孔1-2  23.镶嵌件装配孔1-3  24.镶嵌件装配孔1-425.镶嵌件装配孔1-5  26.镶嵌件装配孔2-1  27.镶嵌件装配孔2-228.镶嵌件装配孔2-3  29.镶嵌件装配孔2-4  30.镶嵌件装配孔2-531.镶嵌件装配孔3-1  32.镶嵌件装配孔3-2  33.镶嵌件装配孔3-334.镶嵌件装配孔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.弧形镶嵌件  41.镶嵌件定位螺栓孔42.镶嵌件定位螺栓孔  43.镶嵌件定位螺栓  44.镶嵌件定位螺栓45.裂纹

具体实施方式

下面结合附图和典型实施例对本发明做进一步说明。

在图1中，本发明弧形镶嵌件由主体(1)、中心轴线(2)上面的4个圆及左侧对称轴线(3)上面的五个圆、右侧对称轴线(3)上面的五个圆相互重叠组合而成。从侧视角度可以看出对称轴线(4)、自身轴线(5)、半径(6)与半径(8)应相同、弧形镶嵌件的弧度(7)为θ角，弧度的范围根据现场需要应满足0°＜θ＜180°。

在图2中安装弧形镶嵌件时使用的模具划分两种模式，其一由模具定位孔9和左侧的5个限位孔即限位孔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)组成第一个模具。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)组成的第二道模具。

施工时需要两种模具相结合使用，具体使用方法在图3中说明。

在图3中施工安装弧形镶嵌件的具体方法如下：

第一步：首先在事先选定镶嵌件位置的两边安装特殊螺栓(19)，其目的是防止裂纹继续延伸；

第二步：在裂纹的垂直方向使用第一种模具加工模具定位孔(20)；

第三步：模具定位好以后，加工左侧镶嵌件装配孔1-1(21)、镶嵌件装配孔1-2(22)、镶嵌件装配孔1-3(23)、镶嵌件装配孔1-4(24)、镶嵌件装配孔1-5(25)；

第四步：需要把第一种模具旋转180度，定位结束后，加工镶嵌件装配孔2-1(26)、镶嵌件装配孔2-2(27)、镶嵌件装配孔2-3(28)、镶嵌件装配孔2-4(29)、镶嵌件装配孔2-5(30)。左右两侧镶嵌件装配孔加工结束后，采用第二种模具，定位后加工镶嵌件装配孔3-1(31)、镶嵌件装配孔3-2(32)、镶嵌件装配孔3-3(33)、镶嵌件装配孔3-4(34)；

第五步：对弧形镶嵌件装配孔内部裂纹采用特殊螺栓(35)、特殊螺栓(36)、特殊螺栓(37)相互重叠的方式进行安装，以致完全消除弧形镶嵌件装配孔内部残留裂纹。第五步中可根据裂纹长度需要，底部可以安装多个特殊螺栓；

第六步：安装弧形镶嵌件装配孔和母材临界处与特殊螺栓(35)、特殊螺栓(37)相互重叠的特殊螺栓(38)、特殊螺栓(39)；

第七步：对弧形镶嵌件装配孔壁体进行精密加工；

第八步：由过盈配合方式嵌入弧形镶嵌件(40)后表面进行平整化处理；

第九步：对模具定位孔进行扩孔即弧形镶嵌件定位孔(41)、弧形镶嵌件定位孔(42)；

第十步：安装镶嵌件定位螺栓(43)、镶嵌件定位螺栓(44)；

最后表面进行平整化处理。

Claims (4)

1.一种修理金属物件表面上裂纹的部件及方法，其特征在于通过裂纹周围金属面的实际情况制作模具、在该模具上标出裂纹走向线、在裂纹走向线的两端部分上分别设置特殊螺栓(19)，以防止裂纹继续扩展，再在裂纹垂直两端钻两个定位模具用装配孔(20)，并通过该定位孔将所述的弧形模具设置在带裂纹的弧形面上，加工弧形镶嵌件装配孔(21)~(34)，而后对镶嵌件装配孔内部带有裂纹的部位采用特殊螺栓(19)重叠安装，以至完全消除镶嵌件装配孔内部裂纹，在镶嵌件装配孔与裂纹临界处安装特殊螺栓(19)，并且与装配孔内部螺栓重叠，最后精密加工镶嵌件装配孔，强制嵌入设置相匹配的“弧形修补镶嵌件”，在镶嵌件和镶嵌件之间安装特殊螺栓，最后扩大模具定位孔(9)安装特殊螺栓，起定位镶嵌件的作用。采用以上方法修复发生于金属物件弧形面上的裂纹。

2.根据权利要求书1所述的修理金属物件表面上裂纹的部件及方法，其特征在于所述二块模具弧形相同、上下位置有临时定位孔(9)、与弧形镶嵌件对称轴线(3)上五个弧形镶嵌件装配孔与第一种模具上面的五个限位孔相匹配、弧形镶嵌件中心轴线(2)上面的四个弧形镶嵌件装配孔与第二种模具限位孔互相匹配。

3.根据权利要求书1所述的修理金属物件表面上裂纹的部件及方法，其特征在于所述的弧形镶嵌件的主件(1)上中心轴线(2)和两侧对称轴线(3)合并为一根中心轴线，仅在中心轴线(2)上交叉设置直径相同或相异的中间圆柱体，弧形镶嵌件的主件(1)中，中心轴线(2)和对称轴线(3)上面的圆的数量可以或增或减。

4.根据权利要求书1所述的修理金属物件表面上裂纹的部件及方法，其特征在于所述的主件(1)呈弧度范围大于零度小于一百八十度的弧形条块状。

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