CN217019112U - 裂缝的焊接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型本之裂缝的焊接结构包括一焊接材料，焊接材料是沿着一弯折型修复路径焊接于一裂缝上。其中，弯折型修复路径包括多个第一路径及多个第二路径。第一路径是跨越裂缝，且两个相邻的第一路径相互重迭有一膜层重迭区域。此外，第二路径链接于两个相邻的该第一路径之间。此焊接结构能降低超合金部件的制作成本及提高其整体产量。
Description
技术领域
本实用新型是指一种裂缝的焊接结构，特别是指一种具有弯折型修复路径的超合金裂缝的焊接结构。
背景技术
在航天及能源行业中，部分组件会受到高应力及恶劣环境的腐蚀，所以选用镍基超合金做为主体材料以抵抗该高应力及提高本身的抗腐蚀性。其中，镍基超合金具有优异高温应力特性及抗潜变能力。并且，一般意义上之镍基超合金至少于700℃之条件下进行10000次的运作。业界制作镍基超合金部件之方式是以铸造形成为主，此方式可借由调整冷却速率、控制晶粒大小与成长方向。
此外，请参阅图1，镍基超合金部件7于精密铸造时，容易因为冷却速度控制不佳及模具设计的问题导致部件损伤、产生裂缝71或砂孔。因此，镍基超合金部件7的裂缝71通常会使用焊条焊接(例如：氩焊、雷射焊接)的方法进行修补，且同时搭配焊前预热来降低热应力及减缓焊后的冷却速度。然而，使用焊前预热方式虽可降低修补区域之缺陷，但会大大提高镍基超合金部件7 的制作成本及降低整体产量(需花费额外的时间进行焊前预热)。
因此，如何降低镍基超合金部件的制作成本及提高整体产量，便是本领域具有通常知识者值得去思量地。
实用新型内容
本实用新型另一目的是提供一种裂缝的焊接结构，该裂缝的焊接结构能降低超合金部件的制作成本及提高其整体产量。
本实用新型之裂缝的焊接结构包括一焊接材料，焊接材料是沿着一弯折型修复路径焊接于一裂缝上。其中，弯折型修复路径包括多个第一路径及多个第二路径。第一路径是跨越裂缝，且两个相邻的第一路径相互重迭有一膜层重迭区域。此外，第二路径链接于两个相邻的该第一路径之间。
在上所述之裂缝的焊接结构中，第一路径的长度为2mm至50mm。
在上所述之裂缝的焊接结构中，第一路径的宽度为0.5mm至3mm。
在上所述之裂缝的焊接结构中，第二路径的宽度相同于该第一路径的宽度，且该第二路径的长度为该第一路径的宽度之10％～70％。
在上所述之裂缝的焊接结构中，第一路径与该第二路径的夹角为40度～150度。
在上所述之裂缝的焊接结构中，焊接结构至少为一层，且膜层重迭区域占至少30％的该第一路径的面积。
在上所述之裂缝的焊接结构厚度为0.1mm～5mm。
本实用新型具有下述优点：经由焊接结构部分重复堆栈及来回往返的修复路径保持被修复区域(裂缝及裂缝周围之区域)之温度，以同时达成修复及降低热应力之目的。
本实用新型为达到上述及其他目的，其所采取之技术手段、组件及其功效，兹采一较佳实施例配合图示说明如下。
附图说明
图1所绘示为传统修复部件的裂缝71的示意图。
图2所绘示为本实施例之裂缝的修复方法的流程图。
图3所绘示为弯折型修复路径3的示意图。
图4所绘示为焊接结构3W覆盖裂缝81的示意图。
图5所绘示为左方的第一路径31与第二路径32的夹角θ1的示意图。
图6所绘示为第二路径32与右方的第一路径31的夹角θ2的示意图。
图7至图15所绘示为形成弯折型修复路径3的实施例。
具体实施方式
请参阅图2，图2所绘示为本实施例之裂缝的修复方法的流程图。裂缝的修复方法是适用于超合金制成的一部件8上，该裂缝的修复方法包括下列步骤。
首先，请参阅步骤S1，提供一焊接材料。其中，该焊接材料例如为镍基金属。并且，该镍基金属例如为英高镍合金(Inconel)、蒙耐尔合金(Monel)、哈氏合金(Hastelloy)或MAR-M247镍基合金。其中，该镍基金属的镍占比例需为30％～100％。
接着，请参阅步骤S2、图3及图4，将该焊接材料沿着一弯折型修复路径3焊接于一裂缝81上，以形成一焊接结构3W，且裂缝81是被焊接结构 3W完全覆盖。其中，该焊接材料是经由氩气焊接方式、雷射熔覆方式或喷涂方式焊接于该裂缝上。其中，当使用该雷射熔覆方式时，其操作温度通常为 1200℃～1600℃。此外，该雷射熔覆方式所使用的雷射功率为300W～1500W，其雷射源头的移动速度为0.5mm/s～15mm/s。另外，该雷射熔覆方式所使用的供粉气体例如为氩气，该供粉气体的流速为1L/min～20L/min，且该雷射熔覆方式所使用的送粉速率为0.3g/min～10g/min。这样一来，更有利于将该焊接材料焊接于该裂缝上。
上述中，弯折型修复路径3是包括多个第一路径31及多个第二路径32，第一路径31的长度为2mm～50mm，而第一路径31的宽度为0.5mm～3mm，且在较佳的实施例中，所有的第一路径31的长度皆实质相同，所有的第一路径31的宽度也皆实质相同。也就是说，在扣除作业或其他因素所产生的误差后，所有的第一路径31的长度皆相同，所有的第一路径31的宽度也皆相同。在本实施例中，第一路径31为跨越裂缝81的焊接路径，且所形成的焊接结构3W至少为一层，焊接结构3W的厚度为0.1mm～5mm。此外，在图3及图 4中，为了有利于区分两个相邻的第一路径31，所以两个相邻的第一路径31 的轮廓会分别使用虚线及实线表示。
请再次参阅图3及同时参阅图5与图6，图5所绘示为左方的第一路径 31与第二路径32的夹角θ1的示意图，图6所绘示为第二路径32与右方的第一路径31的夹角θ2的示意图。第二路径32为未跨越裂缝81之偏移路径，第二路径32是链接于两个相邻的第一路径31之间。其中，左方的第一路径 31与第二路径32设有一夹角θ1，而第二路径与右方的第一路径31是设有一夹角θ2，夹角θ1及夹角例θ2如为40度～150度，且在较佳的实施例中，角度θ1是相同角度θ2。然而，在其他的实施例中，角度θ1也可不同于角度θ2。
另外，在本实施例中，第二路径32的宽度是相同于第一路径31的宽度，且第二路径32的长度为第一路径31的宽度之10％～70％。如此一来，两个相邻的第一路径31便相互重迭有一膜层重迭区域31L，且膜层重迭区域31L是占至少30％的第一路径31的面积。此外，两个相邻的第二路径32同样是相互重迭有一膜层重迭区域32L。因此，相较于传统使用焊前预热方式，本实施例之裂缝的修复方法经由部分重复堆栈(膜层重迭区域31)及来回往返的第一路径31保持被修复区域(裂缝及裂缝周围之区域)之温度，便能达成修复裂缝 81及降低热应力。这样一来，本案的修复方法还能间接降低超合金部件的制作成本及提高部件的整体产量。
在上述的实施例中，并未说明多个第一路径31与多个第二路径32是如何形成弯折型修复路径3，以下将经由图7至图15来说明形成弯折型修复路径3的过程。并且，图7至图15中的多个第一路径与多个第二路径会使用不同的符号加以区别。
首先，请参阅图7至图9，第一路径311是跨过裂缝81，第一路径311 的尾端衔接第二路径321的前端，第二路径321的尾端再接回第一路径312 的前端，且第一路径312再跨过裂缝81，并与左方的第一路径311形成第一个膜层重迭区域31L。
之后，请参阅图10至图12，第一路径312的尾端衔接第二路径322的前端，第二路径322的尾端同样再接回第一路径313的前端，第一路径313再跨过裂缝81，并与第一路径312形成第二个膜层重迭区域31L。接着，第一路径313的尾端又衔接第二路径323的前端。并且，第二路径323与第二路径321形成第一个膜层重迭区域32L。
再来，请参阅图13至图15，第二路径323的尾端衔接第一路径314的前端，第一路径314再跨过裂缝81，并与第一路径313形成第三个膜层重迭区域31L。之后，第一路径314的尾端再衔接第二路径324的前端，且第二路径 324与第二路径322形成第二个膜层重迭区域32L。接着，第二路径324的尾端衔接第一路径315的前端，第一路径315跨过裂缝81与第一路径314形成第四个膜层重迭区域31L。然后，第一路径315的尾端再衔接第二路径325 的前端，且第二路径325与第二路径323形成第三个膜层重迭区域32L。如此一来，裂缝81会完全覆盖于多个第一路径311、312、313、314、315之下，便形成所述的弯折型修复路径3。简单来说，该第一路经31与该第二路径32 是呈交错之焊接路径并重复多次，直到裂缝81处被焊接结构3W完全覆盖为止。
此外，在图7至图15中，多个第二路径321、322、323、324虽然没有跨越裂缝81，但这些第二路径321、322、323、324、325能确保弯折型修复路径3成为一连续不间断的焊接路径。
上述中，部件8例如为一基板，裂缝81是位于该基板上。并且，若能在该焊接材料焊接于该裂缝之前，也就是执行步骤S2之前，先将该基板加热至 200℃～700℃，更能降低热应力，还可减少被修复区域及部件8之间的温度差，有效下降裂纹的发生率。
综上所述，本实用新型之裂缝的焊接结构透过部分重复堆栈及来回往返的第一路径31达成修复超合金部件裂缝及降低热应力，以间接降低超合金部件的制作成本及提高其整体产量。
本实用新型说明如上，然其并非用以限定本实用新型所主张的专利权利范围。凡本领域的技术人员，在不脱离本专利精神或范围内，所作的更动或润饰，均属于本实用新型所揭示精神下所完成的等效改变或设计，且应包含在本实用新型的权利要求内。
Claims (7)
1.一种裂缝的焊接结构，其特征在于，包括：
一焊接材料，该焊接材料沿着一弯折型修复路径焊接于一裂缝上；
其中，该弯折型修复路径包括：
多个第一路径，跨越该裂缝，且两个相邻的该第一路径相互重迭有一膜层重迭区域；及
多个第二路径，该第二路径链接于两个相邻的该第一路径之间。
2.如权利要求1所述之裂缝的焊接结构，其特征在于，该第一路径的长度为2mm至50mm。
3.如权利要求1所述之裂缝的焊接结构，其特征在于，该第一路径的宽度为0.5mm至3mm。
4.如权利要求1所述之裂缝的焊接结构，其特征在于，该第二路径的宽度相同于该第一路径的宽度，且该第二路径的长度为该第一路径的宽度之10％～70％。
5.如权利要求1所述之裂缝的焊接结构，其特征在于，该第一路径与该第二路径的夹角为40度～150度。
6.如权利要求1所述之裂缝的焊接结构，其特征在于，该焊接结构至少为一层，且该膜层重迭区域占至少30％的该第一路径的面积。
7.如权利要求1所述之裂缝的焊接结构，其特征在于，该焊接结构的厚度为0.1mm～5mm。
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