一种用于评估表面呈现角度(A)的效果的装置(10)和方法。所述装置以串型布置而支撑在端板(22)之间由支撑板(18)分离的多个样品(12)。槽(34)形成在每个支撑板的每一侧上，用于以相对于冲击轴线(32)的不同角度接收每个相应样品的边缘。夹持机构(20)保持所述端板、支撑板和样品在以不同呈现角度暴露各样品表面的固定定向上在一起，但又在距工艺终端执行器(30)的相同距离处。所述样品冲击表面暴露到所述工艺，并且不同表面呈现角度的效果从所述样品确定。抗衡表面呈现角度的效果的工艺变量可以被确定和控制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于评估表面呈现角度(A)的效果的装置(10)和方法。所述装置以串型布置而支撑在端板(22)之间由支撑板(18)分离的多个样品(12)。槽(34)形成在每个支撑板的每一侧上，用于以相对于冲击轴线(32)的不同角度接收每个相应样品的边缘。夹持机构(20)保持所述端板、支撑板和样品在以不同呈现角度暴露各样品表面的固定定向上在一起，但又在距工艺终端执行器(30)的相同距离处。所述样品冲击表面暴露到所述工艺，并且不同表面呈现角度的效果从所述样品确定。抗衡表面呈现角度的效果的工艺变量可以被确定和控制。【专利说明】评估表面呈现角度的工艺效果 相关申请的交叉引用 本申请要求2012年5月11日提交的美国临时专利申请编号61/645,824的优先 权,其通过引用合并于本文中。
本专利技术总体涉及计量领域。
技术介绍
诸如激光或电子束的能量束已知用作对某些制造和修复工艺的热源，所述工艺诸 如在燃气涡轮发动机部件的修复过程中可以使用的诸如焊接、表面硬化和涂层覆盖。能量 束的入射角是影响所述工艺的质量的重要变量。美国机械工程师协会（ASME)锅炉和压力 容器规范第IX节确定射束轴线与冲击工件表面之间的相对角度（入射角）的多于±10度 的变化是对这样的工艺的重要变量。有角度的表面会导致以另外方式聚焦的并且最大功率 密度的射束在具有椭圆形而非圆形的更广阔表面上分布。此外，重力的作用随着经受处理 的表面从水平方向倾斜而变化，而且这样的变化负面地影响利用焊接熔池或粉末的工艺。 已经公布了相对小的工作以量化对材料和/或热添加剂工艺的这些影响。 【专利附图】【附图说明】 本专利技术在考虑附图的以下描述中解释，附图显示了 ： 图1是用于评估表面呈现角度（surfacepresentationangle)的效果的装置的 实施例的平面图。 图2是图1的装置的支撑板和能量源的侧视图，它们在工艺过程中可能会被相对 地定位。 图3是图1的装置的侧视图，示意性地图示了用于样品的温度控制系统。 图4是用于评估表面呈现角度的效果的装置的另一实施例的平面图。 【具体实施方式】 术语"表面呈现角度"在本文中通常用于描述接受处理的表面相对于参考方向的 定向，例如相对于能量束的入射角或相对于水平方向。 本专利技术对于评估表面呈现角度对材料和/或热添加剂工艺的效果是有用的，所述 工艺诸如激光或电子束焊接、激光表面硬化覆盖、激光耐腐蚀覆盖等等。本专利技术提供了一 种设备，其以各种不同的、已知的和受控的表面呈现角度固定样品阵列，使得处理设备的单 次过程（singlepass)产生对处理过的测试样品的全面补充。通过随着所述工艺在不同角 度的表面上进行而保持工艺变量不变，表面呈现角度的效果可以被演示。可选地，通过对每 个不同角度的表面改变工艺变量，工艺可以有资格对一系列的表面呈现角度产生一致的结 果。 图1示出用于评估表面呈现角度的效果的装置10的一个实施例。图1是仅利用 两个样品的本专利技术的简化实施例。虽然这个简化实施例对说明和讨论的目的是有用的，但 本领域技术人员将认识到的是，对于在更宽的角度范围内评估表面呈现角度的效果，两个 以上的样品可以是优选的。所述装置10示出两个样品12、12'和以在各自的不同角度下呈 现其各自冲击表面16、16'的固定的相对取向来支撑样品12、12'的夹具14。夹具14包括 布置在样品12、12'之间的支撑板18。所述夹具还包括挤压两个端板22、22'在一起以保持 所述支撑板18与样品12、12'在固定的相对位置中在一起的夹持机构20。在此实施例中， 夹持机构20包括两个螺纹杆24,螺纹杆24由拧到杆24的端部上的螺母26张力地保持，用 于施力使所述端板22、22'定向彼此。所述杆24穿过在端板22、22'中的孔28。在其它实 施例中，样品可以是更大的，并且还可以包括用于容纳杆24的通过的孔。 本领域技术人员将理解的是，可以使用其它形式的夹持机构以施力使所述装置在 一起，例如C型夹、具有固定头部的螺栓、部分地或间断地带螺纹的杆、弹簧加载设备、有螺 母在一个端部上焊接到位的杆等。 图2是示出所述样品如何保持在适当的角度的所述支撑板18的侧视图。如当装 置10在材料和/或热添加剂的工艺过程中使用时可能呈现的，图2示出了能量源30和来自 能量源30的能量束的冲击轴线32。支撑板18包括形成在两个相对的侧面36、36'的每个 上用于接收各自样品12、12'的相应槽34、34'。在图2的实施例中，槽34(因为它是在隐藏 的侧面36上所以用虚线示出）形成为具有大致水平并垂直于冲击轴线32的纵向定向。槽 34'形成为具有与水平方向成角度的纵向定向，使得冲击表面16'将具有相对于冲击轴线 32的入射角八°。各自的样品12、12'的边缘在槽34、34'内被接合，以定位样品12、12'具 有所希望的表面呈现角度（即，在所示实施例中，对样品12是90°而对样品12'是八° )。 要注意的是，在图1中示出的端板22、22'也具有用于接收样品12、12'的相对边缘的相应 槽。在各种实施例中，根据提供样品12、12'的所期望的位置精确程度和支撑的需要，这样 的槽可以仅提供在端板中、仅提供在所述支撑板中，或在两者中都提供。其它实施例可以有 两个以上的样品，形成槽以在诸如15°、30°、45°、60°、75°、和90°的角度下呈现样品 冲击表面。 在图2中，示出了点38,其确立了沿冲击轴线32距能量源30的固定距离。随着所 述能量源30在工艺过程中相对于装置10移动，槽34、34'都形成为使得样品12、12'的各 自冲击表面16、16被装置10保持在沿着冲击轴线32距能量源30的这个固定距离处。随 着能量源30相对于装置10移动，建立了在能量束与样品12、12'之间的如在图1中示出的 交叉线40,并且那条线40在图2的垂直于冲击轴线32所见的侧视图中显示为点38。与表 面呈现角度仅是90°比较，通过在能量源30与沿样品12、12'的交叉线40之间保持固定 的距离，在所述冲击表面16、16'处的能量通量的变化独立于表面呈现角度A°的效果。在 从一个样品12移动到下一个样品12'时，槽34、34'形成为使得交叉线40可以被视为旋转 轴，以使表面16、16'各自出现在距离能量源30的等距离处。 本领域技术人员将理解的是，在装置10与能量源30 (或其它处理设备）之间的相 对运动可通过移动装置10或移动能量源30或移动两者而实现。随着它们单独地和连续地 经受如能量源30相对于装置10横移的过程，装置10不仅固定样品在它们的相对取向上， 而且在样品12、12'之间的支撑板18的存在也提供了样品12、12'的一定程度的物理隔离。 所述装置10可以由钢、铝或其它合适的金属形成，并且在一个实施例中，支撑板18可包括 陶瓷材料以提供在样品12、12'之间的额外热隔离。当希望在工艺过程中保持两个样品12、 12'在不同的温度下时，以及当重要的是确保样品中的一个的处理不会无意中影响（如预 热）随后第二样品的处理时，这可以是有用的。图3示出了装置10和温度控制系统42的 侧视图，所述温度控制系统42本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于评估表面呈现角度的效果的装置，所述装置包括：相对的端板和布置在所述端板之间的支撑板；形成在所述支撑板的第一侧上的第一槽，所述第一槽用于以相对于冲击轴线的第一角度在其中接收第一样品的边缘；和形成在所述支撑板的相对第一侧的第二侧上的第二槽，所述第二槽用于以相对于冲击轴线的第二角度在其中接收第二样品的边缘，所述第二角度不同于所述第一角度；和夹持机构，所述夹持机构用于在工艺过程中施力，使端板与支撑板以及设置在端板和支撑板之间的第一样品和第二样品在一起，以保持样品在其相对于冲击轴线的各自不同角度上，使得所述第一样品的表面呈现角度不同于所述第二样品的表面呈现角度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：GJ布鲁克，BW希恩，A卡梅尔，
申请(专利权)人：西门子能量股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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