[发明专利]在开口上进行焊接包覆的方法

说明书

本发明涉及在开口上进行焊接包覆的方法，所述方法包括：用支承结构(72)跨越相对较大的开口(50)，以将相对较大的开口划分成多个相对较小的开口(78)；将超级合金粉末设置成跨过较小的开口并与支承结构接触；以及使超级合金粉末熔融，以形成跨越开口并且冶金地结合至支承结构的包覆层(104)。

技术领域

本发明一般性涉及焊接领域，并且更具体地涉及利用下层支承布置而在开口上方进行焊接包覆的方法。

背景技术

诸如燃气涡轮叶片的薄壁结构的修复通常需要挖去延伸穿过该结构的缺陷。所导致的开口/孔必须用匹配的材料或近似匹配的材料重新填充，以确保结构的完整性。小的开口可以在熔融金属相对于邻接的基底的表面张力足以阻止熔融金属由于重力而穿过该开口滴落的情况下用焊接金属“桥接”。然而，该技术对相对较大的开口不起作用。

原则上，大的开口可以与固体预成形修复材料定制配合，该固体预成形修复材料随后通过周边焊接接头被焊接到开口中。这种做法繁琐、昂贵，并且在开口的形状被确定之后需要制造预成形件，或者相反地，需要使开口成形为适应预定的预成形件形状。这种较大的预成形材料的固有限制还可能在该材料由于焊接而收缩时引起开裂。替代性地，大的开口可以用围绕该开口的周缘设置的许多较小的焊道来逐渐地填充，直到该开口用填充金属填满为止。然而，这种方法也繁琐、昂贵，并且当添加了多层时受到焊接材料塌陷的影响。

用于通过焊接来桥接大的开口的替代技术包括使用背衬材料如陶瓷或匹配的合金板。然而，对于关键设计而言，这些背衬板必须被移除。例如，如果背衬板保留，则该背衬板形成保留的应力梯级(stress risers)，并且该背衬板增加了质量，这在包括燃气涡轮发动机叶片的许多应用中可能是不期望的。许多部件构造成使得一旦包覆层形成，修复件的背侧不容易接近，并且因此，这种背衬技术不可行。

另一替代的桥接技术涉及在开口内包括部分熔合的焊接填料并在焊接填料上面进行焊接以桥接该开口。这种做法被称为填料焊接(slugging)并且通常导致不符合设计、图纸或规格要求的焊接接头。因此，在该领域中仍存在改进的空间。

发明内容

本发明的实施方案涉及一种方法，尤其是包括下列步骤的方法：

用支承结构(72)跨越相对较大的开口(50)，以将该相对较大的开口分成多个相对较小的开口(78)；

使合金填料在与支承结构接触并由该支承结构支承的情况下熔融，以形成横跨各个相对较小的开口的熔池；以及

使熔池冷却并凝固，以形成跨越相对较大的开口并且与支承结构冶金结合的包覆层(104)。

附图说明

在以下描述中基于附图对本发明进行说明，附图示出：

图1为移除梢端帽(tip cap)之后的传统燃气涡轮发动机叶片的俯视图。

图2为利用第一现有技术修复技术进行的失败修复尝试的截面图；

图3为利用第二现有技术修复技术进行的失败修复尝试的截面图；

图4示出了包覆支承布置的示例性实施方案的俯视图；

图5示出了包覆支承布置的替代的示例性实施方案的俯视图；

图6示意性地示出了包覆支承布置的替代的示例性实施方案的俯视图；

图7示意性地示出了图6的支承布置的侧截面图；

图8示意性地示出了利用本文中公开的方法生产的修复件的侧截面图；

图9示意性地示出了利用本文中公开的方法生产的部件。

具体实施方式