[发明专利]远程熔体结合方法和远程熔体结合系统

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及使材料结合，且更具体地涉及修复高温性能合金。

背景技术

金属和合金零件可由于应用疲劳而经历各种磨损情形。例如，开裂、磨耗、腐蚀或各种其它行为可导致原始基底材料的去除或磨损。为了修复磨损零件，可添加(例如，焊接)填料以填充裂缝、修补磨耗或以其它方式替换由于腐蚀而损耗的材料。同样，填料也可在针对各种应用将多个金属零件或合金零件结合在一起时使用。为了提供贯穿修复和/或结合的零件的非常均匀的机械特性，可使用与基底材料相同或大致相似的填料。

然而，高温性能合金(例如在燃气涡轮零件的热气体路径构件中使用的基于镍和钴的超级合金)具有高熔化温度，这在它们可施加至原始基底材料之前要求施加大量能量。因此，用来熔融这种填料的焊接设备所产生的大量辐射热也可影响附近的基底材料。例如，焊接设备的辐射热冲击会导致原始基底材料的微结构的滑塌、熔融或其它变化。基底材料中的这些变化会降低原始构件的强度、韧性和/或其它物理特性。尽管可备选地使用具有低熔点的其它填料，但它们在高温下可提供较低的性能和/或具备与原始基底材料的机械特性截然不同的机械特性。

因此，本领域中需要备选的结合方法和设备。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种远程熔体(melt)结合方法。该远程熔体结合方法包括熔化填料以产生熔融填料，其中熔化填料在离开基底材料的目标位置的远程距离处发生，使得熔化填料将基底材料的目标位置维持在其固相线温度以下，并以连续流向基底材料的目标位置递送熔融填料。

在另一个实施例中，提供了一种用于远程熔化填料并以连续流向基底材料的目标位置递送填料的远程熔体结合系统。该远程熔体结合系统包括具有与递送进料器流体连接的容器的远程储存和递送槽，其中，递送进料器包括足够大以便熔融填料的连续流经过其中的开口。该远程熔体结合系统还包括远程熔化设备，该远程熔化设备在离开基底材料的远程距离处熔化容器中的填料使得其将基底材料维持在基底材料的固相线温度以下。

在又一实施例中，一种用于远程熔化填料并以连续流将所述填料递送到基底材料的目标位置的远程熔体结合系统，所述远程熔体结合系统包括：包括与递送进料器流体连接的容器的远程储存和递送槽，其中，所述递送进料器包括开口，所述开口足够大以便熔融填料的连续流经过其中；以及远程熔化设备，其在离开所述基底材料的远程距离处熔化所述容器中的填料，使得其将所述基底材料维持在所述基底材料的固相线温度以下。

在又一实施例中，所述容器包括坩埚。

在又一实施例中，所述递送进料器包括管。

在又一实施例中，所述递送进料器包括喷口。

在又一实施例中，所述远程储存和递送槽还包括可释放地停止熔融填料从所述递送进料器的开口的流的闸门。

在又一实施例中，在离开所述基底材料的远程距离处在所述容器中熔化所述填料将所述基底材料维持在其再结晶温度以下。

在又一实施例中，所述填料包括镍基超级合金。

在又一实施例中，所述基底材料的目标位置包括镍基超级合金。

在又一实施例中，所述填料和所述基底材料的目标位置是共同材料。

在又一实施例中，所述基底材料包括用于涡轮的热气体路径构件。

根据以下结合附图的详细描述，将更充分地理解本文中所讨论的实施例所提供的这些和额外特征。

附图说明

附图中阐述的实施例在性质上是说明性和示例性的且并非意在限制通过权利要求限定的本发明。当结合以下附图阅读时可理解以下对说明性的实施例的详细描述，在附图中相似的结构利用相似的参考标号表示，并且其中：

图1是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的示例性远程熔体结合方法；

图2是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的远程熔体结合系统的示意图；

图3是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例熔化填料的图2的远程熔体结合系统的示意图；

图4是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的向基底材料递送熔融材料的图2和图3的远程熔体结合系统的示意图；以及

图5是利用本文中示出或描述的一个或多个实施例由填料结合的两块基底材料的显微照片。

部件列表

1   远程熔体结合方法

10  步骤(远程熔化)

15  步骤(可选处理)

20  步骤(连续递送)

110 基底材料

112 目标位置