[发明专利]制造环形部件的方法

说明书

本公开提供一种制造环形部件的方法，所述方法包括：将板材原料成形为围绕中心轴设置的环形；以及使用超声波焊接将所述原料的一部分接合到所述原料的另一部分，以固定所述环形。

技术领域

本发明大体上涉及部件制造，并且更确切地说，涉及用于制造大型壳式结构的设备和方法。

背景技术

大量产品包括具有环形的结构或部件，所述环形以圆柱形、圆锥形或部分圆柱形形式存在。一个示例是用于燃气涡轮发动机的圆柱形壳体。

尤其是对于大型环形部件，可能难以采用经济的方式制造这些部件，因为它们必须经过铸造或锻造才会具有足够的材料性质。如果它们是由子部件构成的，则常规连接工艺例如熔融焊接可能以不良方式降低材料性质。

一种替代性连接工艺是超声波焊接。此工艺使用“超声波变幅杆”(ultrasonichorn)，所述超声波变幅杆是薄刀片或肋条工具，由压电变换器提供动力并且在其共振频率下促动，以将超声能注入工件中。这将产生热，但不是熔融焊接；而是一种固态接合。

现有超声波焊接工艺的一个问题是它们无法形成弯曲或环形部件。

发明内容

此问题通过一种将超声波焊接工艺与辊压工艺和折弯(bending)工艺结合使用以形成环形结构的方法来解决。

根据本说明书中所述技术的一个方面，一种制造环形部件的方法包括：将板材原料成形为围绕中心轴设置的环形；以及使用超声波焊接将所述原料的一部分连接到所述原料的另一部分，以固定所述环形。

根据本说明书中所述技术的另一方面，一种制造环形涡轮发动机部件的方法包括：将金属板材原料成形为环形；使用超声波焊接将所述原料的一部分接合到所述原料的另一部分；重复形成和接合所述原料的步骤以形成多个同心层；以及使用超声波焊接形成所述层之间的接合。

具体地，本申请技术方案1涉及一种制造环形部件的方法，所述方法包括：将板材原料成形为围绕中心轴设置的环形；以及使用超声波焊接将所述原料的一部分接合到所述原料的另一部分，以固定所述环形。

本申请技术方案2根据技术方案1所述的方法，进一步包括：重复所述原料的所述成形和接合步骤以形成多个同心层；以及使用超声波焊接形成所述层之间的接合。

本申请技术方案3根据技术方案2所述的方法，其中所述层中的至少一层是不连续的，并且所述层的至少一层是连续的。

本申请技术方案4根据技术方案2所述的方法，其中所述层具有不同宽度。

本申请技术方案5根据技术方案4所述的方法，进一步包括对所述部件进行机械加工以限定一个或多个特征。

本申请技术方案6根据技术方案2所述的方法，其中所述层中的至少一层包括第一金属合金，并且其中所述层中的至少一层包括与所述第一金属合金不同的第二金属合金。

本申请技术方案7根据技术方案2所述的方法，进一步包括：将所述原料成形为第一组层，所述第一组层是连续的；以及将所述原料成形为第二组层，所述第二组层是不连续的，或者所述第二组层的宽度与所述第一组层不同，从而限定所述环形部件的内表面或外表面上的至少一个凸起特征。

本申请技术方案8根据技术方案2所述的方法，进一步包括：将所述原料成形为第一组层，所述第一组层是连续的；将所述原料成形为第二组层，所述第二组层限定所述第二组层之间的空隙；以及将所述原料成形为第三组层，所述第三组层是连续的，从而限定通过所述第一组层、第二组层和第三组层界定的至少一个内部空间。

本申请技术方案9根据技术方案8所述的方法，进一步包括将非金属填料设置在所述内部空间中。