專利名稱：一種使用激光制造凸緣式線性襯套的方法以及通過該方法制造的凸緣式線性襯套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸緣式線性襯套的制造方法，以及通過該方法制造的凸 緣式線性襯套，所述方法包括以預(yù)定的角度加工外部套管的邊緣，以在凸 緣和該外部套管之間平滑連接；連接所述凸緣和外部套管；通過高能束焊 妾 所述連接部分，或通過具有較好線性的高能束焊接所述連接部分，同時(shí)向焊 接處供給填充金屬。
背景技術(shù)：
制造凸緣式線性襯套通常采用冷鍛方法、銅焊接方法、粘接方法、冷縮 配合方法、螺紋連接外部套管和凸緣的方法、楔和螺母裝配方法以及止動環(huán) 固定方法。由于制造工藝較為復(fù)雜，因而冷鍛方法的問題較多。如果不能通 過釋放在冷鍛過程和纖維結(jié)構(gòu)退火過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，獲得均勻而穩(wěn)定的結(jié) 構(gòu)，則由于用于硬度的滲碳所產(chǎn)生的應(yīng)力，冷鍛工藝難以使材料具有較好的 車削性能、表面平整度以及機(jī)械性能。銅焊是金屬連接中最常用的方法之一， 但銅焊的問題在于，因?yàn)椴牧献冃危约霸阢~焊過程中由于銅熔體流動所需 的高溫而產(chǎn)生的脫碳，銅焊會降低基材金屬的強(qiáng)度，降低表面硬度，并提高 脆性。此外，由于粘接方法難以控制適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙?、尺寸公差、清潔?面的保持以及由于粘結(jié)材料而產(chǎn)生的環(huán)境污染，粘接方法具有較多的問題。 螺紋連接外部套管和凸緣的方法的問題在于，由于該工藝必須有較高精度， 所以加工成本較為昂貴，而且在使用過程中螺管接頭可能會松動。楔和螺母裝配方法以及止動環(huán)固定方法的問題在于，由于機(jī)加工部分較 為復(fù)雜，所以難以使產(chǎn)品具有較好的質(zhì)量，而且因?yàn)椴考某叽缙畛?dǎo)致 難以裝配，所以制造的產(chǎn)品不能保持相同的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量。 而且，傳統(tǒng)制造方法中的冷鍛方法和銅焊接方法的又一問題在于，由于 凸緣式線性襯套的表面應(yīng)該以凸緣式線性襯套的整體形式，經(jīng)過車削、熱處 理、表面處理和磨削的全部步驟進(jìn)行機(jī)械加工，因而，機(jī)械加工工藝較為復(fù) 雜而且難以應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)的自動化加工中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種凸緣式線性襯套的制造方法，以及通 過該方法制造的凸緣式線性襯套，從而通過自動化帶來的生產(chǎn)率的提高而降 低生產(chǎn)成本，并減少制造工序的數(shù)量。所述制造方法包括以下步驟以預(yù)定 的角度加工外部套管的邊緣，以在凸緣和所述外部套管之間平滑連接；在所 述凸緣和外部套管彼此連接后，為了簡單的激光焊接，考慮到所述外部套管 的厚度，以均勻的深度和寬度在所述外部套管的外表面上形成凹口；以與形 成在所述外部套管上的凹口對應(yīng)的形式，沿凸緣的內(nèi)圓周加工凸緣的內(nèi)邊 緣，以允許簡單的激光焊接；連接通過上述步驟制造的所述凸緣和外部套管； 以及利用高能束，焊接彼此連接的外部套管和所述凸緣，所述外部套管具有 凹口，所述凸緣具有內(nèi)邊緣切削，或者利用具有較好線性的高能束焊接連接 部分，同時(shí)向連接處供給預(yù)定直徑的填充金屬。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種凸緣式線性襯套的制造方法，以及通過 該方法制造的凸緣式線性襯套，與通過銅焊接方法或冷鍛方法制造的整體式 線性襯套相比，由于外部套管和凸緣分別制造，而且當(dāng)需要連接并利用具有 較好線性的高能束焊接所述外部套管和凸緣時(shí)，可以供應(yīng)外部套管和凸緣， 因而能通過減少部件的庫存數(shù)量而節(jié)省管理費(fèi)用。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種凸緣式線性襯套的制造方法，以及通過 該方法制造的凸緣式線性襯套，由于利用高能束僅在較短的時(shí)間內(nèi)向焊接處 的微小區(qū)域供應(yīng)高能，因而能將焊接部分的變形降到最小，而且能獲得較好的焊接性能。在使用具有較好線性的高能束焊接凸緣和外部套管之前，需要 將凸緣和外部套管設(shè)計(jì)并制造成對使用的外觀和操作沒有影響的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種凸緣式線性襯套的制造方法，以及通過 該方法制造的凸緣式線性襯套，在所述凸緣上鄰近焊接處，形成有應(yīng)力緩沖 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能吸收由焊接產(chǎn)生的應(yīng)力，從而防止或最小化當(dāng)外部套管和凸 緣彼此連接并用具有較好線性的高能束彼此焊接時(shí)由熱應(yīng)力產(chǎn)生的缺陷。本發(fā)明的另一目的在于提供一種凸緣式線性襯套的制造方法，以及通過 該方法制造的凸緣式線性襯套，如果需要，將由合金(鎳、鉻及其它)制成 并具有預(yù)定直徑的填充金屬置于并供應(yīng)給所述凸緣和外部套管之間的連接 處，因而，所述填充金屬通過高能束與連接部分的材料一同熔融，并滲入所 述連接部分，從而加強(qiáng)焊接部分，并通過吸收直接焊接外部套管和凸緣過程 中產(chǎn)生的應(yīng)力而提供較好的焊接性能，所述外部套管和凸緣分別由具有不同 成分的材料制成。上述技術(shù)問題可以通過一種凸緣式線性襯套的制造方法以及通過該方 法制造的凸緣式線性襯套而解決，所述制造方法包括以下步驟以預(yù)定的角 度加工外部套管的邊緣，以在凸緣和所述外部套管之間平滑連接；在所述凸 緣和外部套管彼此連接后，為了允許簡單的激光焊接，考慮到所述外部套管 的厚度，以均勻的深度和寬度在所述外部套管的外表面上形成凹口；以與形 成在所述外部套管上的凹口對應(yīng)的形式，沿凸緣的內(nèi)圓周加工凸緣的內(nèi)邊 緣，以允許簡單的激光焊接；連接通過上述步驟制造的所述凸緣和外部套管； 以及利用高能束，焊接所述連接部分，在連接部分，形成在外部套管上的凹 口與形成在凸緣上的結(jié)構(gòu)彼此連接，或者利用具有較好線性的高能束焊接連 接部分，同時(shí)向連接處供給預(yù)定直徑的填充金屬。由于外部套管和凸緣分別設(shè)計(jì)和制造，并整體地彼此連接，而且連接部 分容易通過具有較好線性的高能束，如激光，進(jìn)行焊接，因而，本發(fā)明能夠
通過自動化提供生產(chǎn)率，并降低生產(chǎn)成本。此外，與通過銅焊接方法和冷鍛方法制造的整體式線性襯套相比，由于 外部套管和凸緣分別制造，并且當(dāng)需要連接并用較好線性的高能束焊接外部 套管和凸緣時(shí)，可以供應(yīng)外部套管和凸緣，因而，本發(fā)明可以通過減少部件 的庫存數(shù)量而節(jié)省管理費(fèi)用。而且，由于利用高能束僅在較短的時(shí)間內(nèi)向焊接處的微小區(qū)域供應(yīng)高 能，因而本發(fā)明能將焊接部分的變形降到最小，而且能獲得好的焊接性能。 在使用具有較好線性的高能束焊接凸緣和外部套管之前，需要將凸緣和外部 套管設(shè)計(jì)并制造成對使用的外觀和操作沒有影響的結(jié)構(gòu)。另外，由于在所述凸緣上鄰近焊接位置處，形成有能吸收由焊接所產(chǎn)生 的應(yīng)力的應(yīng)力緩沖結(jié)構(gòu)，因而，本發(fā)明還能防止或最小化當(dāng)外部套管和凸緣 彼此連接并用具有較好線性的高能束彼此焊接時(shí)由焊接的熱應(yīng)力產(chǎn)生的缺 陷。此外，通過吸收在直接焊接外部套管和凸緣過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，本發(fā)明 能加強(qiáng)焊接部分并提供好的焊接性能，所述外部套管和凸緣分別由具有不同 成分的材料制成。如果需要，將由合金(鎳、鉻及其它)制成并具有預(yù)定直 徑的填充金屬置于并供應(yīng)給所述凸緣和外部套管之間的連接處，因而，所述 填充金屬與連接部分的材料通過高能束一同熔融，并滲入所述連接部分中。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的凸緣和外部套管彼此連接(凸緣焊接并固定在 外部套管的中部)的狀態(tài)的視圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的凸緣和外部套管彼此連接(凸緣焊接并固定在化，將填充金屬供給在焊接處的位置的視圖，所述外部套管和凸緣分別由具 有不同成分的材料制成；和圖4表示根據(jù)本發(fā)明當(dāng)所述凸緣和外部套管彼此焊接時(shí)位于連接處的所述填充金屬以及高能束的尺寸和形狀的視圖。附圖中主要參考數(shù)字的說明11:外部套管12:凸緣 13:凸緣的固定螺栓孔14:用于連接所述凸緣和外部套管的焊接處15:所述凸緣和外部套管之間焊接部分的多種溝槽形式的實(shí)施例，用于 提供簡單且好的焊接21:能吸收當(dāng)高能束引入連接部分時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力的緩沖結(jié)構(gòu)22:用于吸收應(yīng)力并允許好的焊接而供給的填充金屬23:用于焊接的連接處(由根據(jù)15的結(jié)構(gòu)連接)24:高能束的尺寸25:高能束的傳輸裝置(頭部)具體實(shí)施方式
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式根據(jù)本發(fā)明，通過機(jī)械連接外部套管和凸緣，而沒有形成用于簡單焊接 的特殊結(jié)構(gòu)，以簡化制造過程，以及利用高能束焊接所述連接部分，制造一 種凸緣式線性襯套。更詳細(xì)地說，用于制造凸緣式線性襯套的方法包括以下步驟a)為了凸緣12和外部套管11之間的平滑的機(jī)械連接，以預(yù)定的角度加工外部套管的邊緣，凸緣12和外部套管11分別制造；b)通過機(jī)械連 接所述凸緣和外部套管，使凸緣的平面與外部套管的軸線之間形成直角；以
及C)使用具有較好線性的高能束(激光或電子束)焊接位于所述外部套管 和凸緣之間的連接處。所述步驟a)用于所述凸緣和外部套管的簡便連接，如果不必要，考慮到經(jīng)濟(jì)效率，可以將步驟a)省略。本發(fā)明的方式現(xiàn)在詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，優(yōu)選實(shí)施方式的實(shí)施例圖示在附 圖中。圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的凸緣和外部套管彼此連接(在該實(shí)施例中，凸緣焊接并固定在外部套管的中部)的狀態(tài)的視圖，圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的凸緣和外部套管彼此連接(在該實(shí)施例中，凸緣焊接并固定在外部套管的端部)的狀態(tài)的視圖，圖3是表示為了使在直接焊接外部套管和凸緣過程中產(chǎn)生的應(yīng)力最小化，在焯接所述凸緣和外部套管之間的連接部分之前，將填 充金屬供給在焊接部分的位置的視圖，所述外部套管和凸緣分別由具有不同成分的材料制成，圖4表示根據(jù)本發(fā)明當(dāng)所述凸緣和外部套管彼此焊接時(shí)位 于連接處的所述填充金屬以及高能束的尺寸和形狀的視圖。根據(jù)本發(fā)明，外部套管和凸緣按照可以彼此連接的方式分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和 制造。在連接后，利用具有較好線性的高能束，通過焊接所述凸緣和外部套管，制造凸緣式線性襯套。 一種用于制造外部套管的方法包括以下步驟將原料切削為所需的尺寸；車削加工，以獲得所需尺寸的內(nèi)徑和外徑；熱處理， 以具有所需的硬度；滾磨，以將熱處理后的車削加工過程中產(chǎn)生的毛刺清除； 使用研磨機(jī)研磨，以獲得精確的尺寸和表面粗糙度；以及清潔，以除去來自 研磨過程的油或粉塵。 一種用于制造凸緣的方法包括以下步驟熱處理原料， 以消除原料中的細(xì)微裂縫并提高加工能力，將原料切削為所需的尺寸；車削 并銑削，以獲得所需的尺寸和形狀；以及清潔。傳統(tǒng)的銅焊接通常使用銅作 為銅焊接填充金屬，但缺點(diǎn)在于，因?yàn)橛糜阢~熔體流動的溫度相當(dāng)高(1000 'C至1200'C)，因而由于銅焊后的材料的變形和脫碳，而使基材的強(qiáng)度降低，
表面硬度降低，以及脆性增大。因此，為了解決上述問題，在所述外部套管 與凸緣結(jié)合后，在研磨和清潔材料之前，必須進(jìn)行另外的熱處理(S0(TC至900。C)。在本發(fā)明中，所述外部套管和凸緣的形狀在加工過程中預(yù)先設(shè)計(jì)并制 造，以在連接凸緣和外部套管后形成特定的具有溝槽的結(jié)構(gòu)，從而容易并方 便焊接。更具體地說，在凸緣和外部套管的制造過程中，根據(jù)本發(fā)明的凸緣 和外部套管可以具有各種形狀或凹進(jìn)的結(jié)構(gòu)，以在連接后形成連接部分的溝 槽結(jié)構(gòu)15，這樣，可以利用具有較好線性的高能束24容易地焊接分別制造 的凸緣和外部套管，不會具有焊接和凸緣式線性襯套應(yīng)用的任何問題。在實(shí) 施高能束焊接之前，對于形成在凸緣和外部套管上的結(jié)構(gòu)的彼此精確連接來 說，插入和壓配合過程是重要步驟。作為選擇，當(dāng)進(jìn)行焊接時(shí)，可以將具有預(yù)定直徑的填充金屬22 (細(xì)金屬 絲型)供給到凸緣和外部套管之間的連接處，從而防止或最少化焊接部分的 缺陷以及提供好的焊接。填充金屬22由能吸收應(yīng)力的合金(鎳、鉻等)制 成，在對機(jī)械連接的分別具有不同成分的材料的外部套管和凸緣進(jìn)行直接焊 接的過程中，可能會產(chǎn)生應(yīng)力。因而，在使用高能束進(jìn)行焊接的過程中，填 充金屬與連接部分的材料通過高能束一同熔融，滲入所述連接部分中，并將 應(yīng)力釋放。作為另一種用于制造根據(jù)本發(fā)明的凸緣式線性襯套的方法，為了降低制 造成本和工序數(shù)量，替代在外部套管和凸緣之間形成允許簡單連接和焊接的 結(jié)構(gòu)，可以通過簡單調(diào)整高能束的入射角度來制造凸緣式線性襯套。一般來說，使用用于旋轉(zhuǎn)焊接件，或移動產(chǎn)生高能束的焊接機(jī)器頭部的 裝置或用于同時(shí)移動焊接件和焊接機(jī)器頭部的裝置，可以均勻地對根據(jù)本發(fā) 明的連接部分進(jìn)行焊接。在下文中，對根據(jù)本發(fā)明的各種優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行 詳細(xì)地描述。第一實(shí)施方式本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式涉及一種通過加工凸緣的內(nèi)側(cè)邊緣，使用具 有較好線性的高能束，制造凸緣式線性襯套的方法。所述用于制造凸緣式鄉(xiāng)戔 性襯套的方法包括以下步驟a)沿所述凸緣的內(nèi)圓周加工將與外部套管連 接的凸緣的內(nèi)側(cè)邊緣，以便于容易連接和較好焊接，還便于在安裝有應(yīng)用底 座時(shí)，消除凸緣式線性襯套的突出的熔融和焊接表面與應(yīng)用底座的基準(zhǔn)面之間的干涉；b)以凸緣平面與外部套管軸線之間的直角，機(jī)械連接外部套管與加工的凸緣；以及C)利用具有較好線性的高能束，對加工的凸緣的內(nèi)側(cè) 邊緣和外部套管的連接部分進(jìn)行焊接。第二實(shí)施方式本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式涉及一種用于制造凸緣式線性襯套的方法， 該方法包括形成不同結(jié)構(gòu)，以使外部套管和凸緣彼此容易機(jī)械連接和焊接；并在精確連接后使用高能束焊接所述連接部分的步驟。具體地說，該制造凸緣式線性襯套的方法包括以下步驟a)以預(yù)定角度加工外部套管的邊緣， 以使外部套管與凸緣平滑地機(jī)械連接；b)考慮到外部套管的厚度，在外部 套管的外表面上形成預(yù)定深度和寬度的凹口，以允許具有較好線性的高能束(激光或電子束)容易進(jìn)入，并且允許凸緣與外部套管連接后的好的焊接； c)沿凸緣的內(nèi)圓周加工凸緣的內(nèi)側(cè)邊緣，以形成容易機(jī)械連接和激光焊接 的所需結(jié)構(gòu)；以及d)機(jī)械連接外部套管和凸緣，所述外部套管和凸緣通過 上述工藝分別制備為所需的形狀和尺寸，以使外部套管的凹口與凸緣的結(jié)構(gòu) 彼此對應(yīng)，并將外部套管11的軸線與凸緣12的平面彼此垂直定位，并利用 具有較好線性的高能束焊接所述連接部分。在步驟c)中，根據(jù)凸緣的使用 目的以及與外部套管連接的位置，所述外部套管的凹口與凸緣的加工結(jié)構(gòu)可 以具有多種形式。也就是說，外部套管的凹口與凸緣的結(jié)構(gòu)并不限于一種形
式，考慮到焊接的便利和較高質(zhì)量，焊接后的外觀，應(yīng)力的釋放等，外部套 管的凹口與凸緣的結(jié)構(gòu)可以形成多種結(jié)構(gòu)15和尺寸(圓型、傾斜型、分層 型、凹型等)。而且，根據(jù)應(yīng)用和使用的位置，凸緣本身可以制造為多種形 狀，如圓形、橢圓形、正方形或長方形。此外，根據(jù)長度和使用目的，可以 將凸緣設(shè)置在外部套管的端部或中部，并與其它結(jié)構(gòu)連接。而且，如果必要，在凸緣上靠近焊接處，可以形成用于吸收由于焊接而 產(chǎn)生的應(yīng)力的應(yīng)力緩沖結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步防止或最小化缺陷，所述缺陷可能在 連接所述外部套管和凸緣，并用具有較好線性的高能束焊接所述外部套管和 凸緣時(shí)，由高能量引起的熱應(yīng)力產(chǎn)生。考慮到經(jīng)濟(jì)效率，可以省略用于在凸緣和外部套管之間形成容易連接的結(jié)構(gòu)的步驟a)。第三實(shí)施方式本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式涉及一種利用填充金屬制造凸緣式線性襯 套的方法，用以防止焊接部分的缺陷，并提供連接部分高質(zhì)量的焊接，這是 因?yàn)橥ㄟ^填充金屬與連接部分材料共同熔融，并滲入凸緣和外部套管之間的 焊接部分，所述填充金屬能夠吸收由于焊接的高能量而產(chǎn)生的應(yīng)力，所述凸 緣和外部套管分別由具有不同成分的材料制成。將對使用填充金屬制造凸緣式線性襯套的方法進(jìn)行更加詳細(xì)地描述。在 第一實(shí)施方式的步驟b)后，在第一優(yōu)選實(shí)施方式中使用填充金屬制造凸緣 式線性襯套的方法還包括以下步驟C)將由合金制成且具有預(yù)定直徑的填 充金屬置于凸緣和外部套管之間緊靠連接處23的位置；以及d)使用具有較 好線性的高能束(激光或電子束)，通過填充金屬與連接部分的材料的一同 熔融，并滲入焊接部分，而進(jìn)行焊接，同時(shí)持續(xù)向連接處供給填充金屬。在第二優(yōu)選實(shí)施方式的步驟d)之后，在第二優(yōu)選實(shí)施方式中使用填充 金屬制造凸緣式線性襯套的方法還包括以下步驟e)將由合金制成且具有 預(yù)定直徑的填充金屬置于凸緣和外部套管之間緊靠連接處23的位置；以及f) 使用具有較好線性的高能束(激光或電子束)，通過填充金屬與連接部分的 材料的一同熔融，并滲入焊接部分，而進(jìn)行焊接，同時(shí)持續(xù)向連接處供給填 充金屬。第四實(shí)施方式本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方式涉及一種用于制造凸緣式線性襯套的方法， 當(dāng)安裝有應(yīng)用底座時(shí)，不會在凸緣式線性襯套的突出的焊接表面與應(yīng)用底座 的基準(zhǔn)面之間產(chǎn)生任何干涉。在第一實(shí)施方式和第三實(shí)施方式中，通過利用 凹進(jìn)的外部套管和機(jī)械加工的凸緣之間的連接形成的溝槽結(jié)構(gòu)，如圖1和圖 2所示。在該實(shí)施例中，外部套管和凸緣通過以下步驟彼此連接將填充金 屬置于緊靠外部套管和凸緣之間的連接處的位置，所述凸緣上設(shè)置有螺栓頭；并在使用具有較高線性的高能束焊接所述連接部分的同時(shí)，向所述連接處供給填充金屬。在下文中，將詳細(xì)描述第四優(yōu)選實(shí)施方式。所述用于制造凸緣式線性襯套的方法包括以下步驟a)分別在外部套管上形成凹口結(jié)構(gòu)和在凸緣上形 成機(jī)械加工結(jié)構(gòu)后，通過裝配，使外部套管與凸緣連接，如圖1和圖2所示； b)以直角機(jī)械連接所述外部套管和凸緣；C)將填充金屬置于凸緣和外部套 管之間緊靠連接處的位置，所述凸緣上置有螺栓頭；以及d)使用具有較好 線性的高能束焊接外部套管和凸緣之間的連接部分，所述填充金屬位于該連 接部分，同時(shí)向所述連接處供給填充金屬。根據(jù)第四優(yōu)選實(shí)施方式，由于焊 接區(qū)域的突出位于凸緣式線性襯套內(nèi)凸緣平面以下，因而可以容易地獲得凸 緣式線性襯套，當(dāng)安裝有應(yīng)用底座時(shí)，不會在凸緣式線性襯套的突出的悍接 表面與應(yīng)用底座的基準(zhǔn)面之間產(chǎn)生任何干涉。填充金屬用于通過相當(dāng)大地吸 收由于外部套管和凸緣之間焊接區(qū)域的高能量產(chǎn)生的應(yīng)力而將缺陷最小化，
所述外部套管和凸緣分別由具有不同成分的材料制成；并通過利用具有較好 線性的高能束(激光或電子束)與連接部分的材料一同熔融，并滲入焊接部 分中，而提供堅(jiān)固且質(zhì)量較高的焊接性能。在實(shí)施本發(fā)明的最佳方式以及第一優(yōu)選實(shí)施方式中，凸緣和外部套管分 別制造。此后，當(dāng)消費(fèi)者選擇凸緣和外部套管時(shí)，選擇的凸緣和外部套管彼 此簡單地機(jī)械連接，然后，對凸緣和外部套管之間的連接部分進(jìn)行焊接。作 為選擇，如在實(shí)施本發(fā)明的最佳方式中以及在第一和第二優(yōu)選實(shí)施方式中， 由合金制成且具有預(yù)定直徑的填充金屬在凸緣和外部套管彼此機(jī)械連接的 狀態(tài)中置于緊靠連接處的位置，然后用具有較好線性的高能束進(jìn)行焊接，因 而，填充金屬與連接部分的材料一同熔融，并滲入所述連接部分中，從而本 發(fā)明可以最大程度地減少焊接部分的缺陷，并提供較高的焊接質(zhì)量，因?yàn)樘?充金屬能夠吸收由凸緣和外部套管之間的焊接部分因高能量而產(chǎn)生的應(yīng)力。 在實(shí)施本發(fā)明的最佳方式中以及在第一和第二優(yōu)選實(shí)施方式中，用于使外部 套管和凸緣彼此連接的高能焊接，可以通過TIG焊接、電子束焊接以及多種 高輸出激光來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，考慮到外部套管和凸緣的材料，填充金屬由合 金材料制成，且填充金屬的直徑(厚度)小于線性高能束的直徑，當(dāng)焊接外 部套管和凸緣時(shí)，線性高能束到達(dá)連接處，因而，填充金屬與連接部分的材 料一同完全熔融，并在焊接過程中滲入連接部分中。當(dāng)高輸出激光或電子束 輻射到焊接處時(shí)，具有較好線性的高能束必須將焊接部分的變形降低到最 小，并提供較好的焊接性能。根據(jù)本發(fā)明，如果激光能產(chǎn)生足以提供較高焊 接性能的能量，則任何類型的高輸出激光都可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，如Nd—YAG激光(CW或脈沖型，起始高輸出脈沖激光等)。工業(yè)實(shí)用性如上所述，由于外部套管和凸緣分別設(shè)計(jì)、制造并彼此整體連接，而且好線性的高能束，如激光，容易地進(jìn)行焊接，因而， 本發(fā)明可以通過自動化提高生產(chǎn)率，并降低制造成本。此外，與通過銅焊接方法和冷鍛方法制造的整體式線性襯套相比，由于 外部套管和凸緣分別制造，并且如果需要，可以在外部套管和凸緣處于連接 和通過具有較好線性的高能束焊接的狀態(tài)時(shí)供給外部套管和凸緣，因而，本 發(fā)明能降低部件的庫存數(shù)量以及管理成本。
權(quán)利要求
1.一種使用具有較好線性的高能束制造凸緣式線性襯套的方法，所述方法包括以下步驟a)通過機(jī)械加工在凸緣的內(nèi)側(cè)邊緣形成結(jié)構(gòu)，以在凸緣與外部套管連接后獲得溝槽結(jié)構(gòu)，用于容易焊接并防止焊接區(qū)域的突出在凸緣式線性襯套中凸緣的平面之上；b)以所述凸緣的平面與外部套管的軸線彼此間的直角，機(jī)械連接所述外部套管和加工的凸緣；以及c)使用較好線性的高能束，在所述外部套管與凸緣彼此連接的狀態(tài)下，焊接所述加工的凸緣與外部套管接觸的連接處。
2. —種使用具有較好線性的高能束制造凸緣式線性襯套的方法，所述 方法包括以下步驟a) 在外部套管的外表面上形成凹口，以在外部套管與凸緣連接后獲得 溝槽結(jié)構(gòu)，用于容易焊接并防止焊接區(qū)域的突出在凸緣式線性襯套中凸緣的 平面之上；b) 加工凸緣的內(nèi)側(cè)邊緣，以在凸緣與上述凹進(jìn)的外部套管連接后獲得 溝槽結(jié)構(gòu)，用于容易焊接并防止焊接區(qū)域的突出在凸緣式線性襯套中凸緣的 平面之上；c) 使所述外部套管與凸緣的加工部分相應(yīng)，并以凸緣平面與外部套管 軸線彼此間的直角，機(jī)械連接外部套管和凸緣；以及d) 使用具有較好線性的高能束，焊接所述外部套管和凸緣之間的連接處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造凸緣式線性襯套的方法，其中該方 法還包括以下步驟在緊靠外部套管和凸緣之間要焊接的連接處，設(shè)置填充 金屬，并在焊接所述連接處的同時(shí)，供給所述填充金屬，該填充金屬由合金 制成且填充金屬的直徑小于用于焊接的高能束的直徑。
4. 一種使用具有較好線性的高能束制造凸緣式線性襯套的方法，所述 方法包括以下步驟a) 裝配并連接外部套管和凸緣；b) 以凸緣平面與外部套管軸線彼此間的直角，機(jī)械連接所述外部套管 和凸緣；C)將填充金屬置于緊靠外部套管和凸緣之間的連接處的位置，所述凸 緣上設(shè)置有螺栓頭；d)使用具有較好線性的高能束，對所述外部套管和凸緣之間設(shè)置有填 充金屬的連接處進(jìn)行焊接，同時(shí)向所述連接處供給填充金屬。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造凸緣式線性襯套的方法，其中，用于焊 接所述連接的外部套管和凸緣的線性高能束，為高輸出脈沖型激光、高輸出 CW激光以及電子束中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造凸緣式線性襯套的方法，其中，在凸緣 上靠近所述焊接處的位置，形成有應(yīng)力緩沖結(jié)構(gòu)，用于吸收由焊接產(chǎn)生的應(yīng) 力并允許進(jìn)行較好的焊接，以防止或最小化當(dāng)連接和使用具有較好線性的高 能束焊接外部套管和凸緣時(shí)由熱應(yīng)力產(chǎn)生的缺陷。
7. —種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法制造的凸緣式線性襯套。
8. —種根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法制造的凸緣式線性襯套。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法制造的凸緣式線性襯套。
全文摘要
公開了一種通過連接外部套管和凸緣而形成的凸緣式線性襯套及其制造方法。所述制造方法包括以下步驟以預(yù)定的角度加工外部套管的邊緣，以在凸緣和該外部套管之間平滑連接；在所述凸緣和外部套管彼此連接后，考慮到所述外部套管的厚度，以均勻的深度和寬度在所述外部套管的外表面上形成凹口，用于簡單的激光焊接；以與形成在所述外部套管上的凹口對應(yīng)的形式，沿凸緣的內(nèi)圓周加工凸緣的內(nèi)邊緣，以允許簡單的激光焊接；連接通過上述步驟制造的所述凸緣和外部套管；以及利用高能束，焊接形成在外部套管上的凹口和形成在凸緣上的結(jié)構(gòu)彼此連接的連接部分，或者用具有較好線性的高能束焊接連接部分，同時(shí)以預(yù)定速度向連接處供給預(yù)定直徑的填充金屬。本發(fā)明能夠通過自動化加工而提高生產(chǎn)率，獲得尺寸穩(wěn)定性和較高精度，并通過減少制造工序而降低制造成本。
文檔編號B23K26/00GK101111345SQ200580047231
公開日2008年1月23日 申請日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月27日
發(fā)明者趙東顯, 趙忠來, 金根永, 陳文英 申請人:三益精工株式會社