一种修改金属物体的方法和系统技术方案

一种至少部分地填充由金属制成的工件中的开口的方法，该开口至少部分地由具有一个或多个开口壁表面的一个或多个开口壁限定。该方法包括，提供可与工件结合的嵌件，该嵌件具有一个或多个嵌件接合表面，该嵌件接合表面形成为与开口壁表面接合。将开口壁表面和嵌件接合表面加热至热加工温度。使嵌件进行接合运动，以相对于开口壁表面移动嵌件接合表面。在使嵌件进行接合运动的同时，还使嵌件进行移位运动以将嵌件至少部分地移动到开口中，以使嵌件接合表面与开口壁表面接合，用于在嵌件和工件之间至少部分形成金属结合。间至少部分形成金属结合。间至少部分形成金属结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种修改金属物体的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种修改金属物体的方法和系统。

技术介绍

[0002]在现有技术中，现有技术的管或管道10可以成形为使得它包括沿其长度的纵向开口12(图1A、1B)。可以通过弯曲相对厚的一块钢形成管或管道10，沿其长度留下开口12。用于填充开口的已知方法通常会沿着纵向开口12(图1A、1B)的边缘产生“热影响区”(未示出)。已知产生热影响区并不是人们所期望一个结果，因为热影响区通常是管的弱化部分。
[0003]在图1C中，示出了现有技术的损坏的管或管道10
’
的部分剖视图。(如接下来所述，本专利技术的实施例在附图的平衡中示出。)管或工件可能受到各种损坏。在所示示例中，周向裂纹或开口“C
1”(即，至少部分径向)和细长的大致轴向裂纹或开口“C
2”(即，至少部分平行于管10
’
的纵向轴线)已经在管10
’
中形成。然而，填充这些裂纹或开口的已知方法的缺点是会在管子10
’
中产生热影响区，这会削弱管10
’
。
[0004]美国专利No.6,637,642中公开了固态焊接，其中两个加热的金属管中的一个金属管在管接合以将管端对端焊接在一起时旋转。固态焊接的其中一个优点在于可以实现焊接，而不会在使用这种技术连接在一起的管子中产生热影响区。管端形成金属键，具有相对均匀的晶体结构。然而，固态焊接需要施加大量的热量和力，并且尚未用于修复或修改具有多种构造的金属工件。

技术实现思路

[0005]由于上述原因，现需要一种用于修改金属物体的方法和系统，其克服或减轻现有技术的一个或多个缺陷或缺点。
[0006]从广义上讲，本专利技术提供了一种至少部分填充由金属制成的工件中的一个或多个开口的方法，该开口至少部分地由一个或多个开口壁限定，一个或多个开口壁具有一个或多个开口壁表面。所述方法包括提供可与所述金属金属地结合的嵌件。所述嵌件形成为至少部分地紧密接合到开口中。所述嵌件具有一个或多个嵌件接合表面，该接合表面形成为与一个或多个开口壁表面接合。在第一非氧化气氛中将开口壁表面加热至热加工温度，在该热加工温度下，开口壁表面可塑性变形。而且，在第二非氧化气氛中将所述嵌件接合表面加热到热加工温度，在该热加工温度下，嵌件接合表面可塑性变形。使嵌件进行接合运动，以相对于开口壁表面移动嵌件接合表面。当使嵌件进行接合运动时，并且当嵌件接合表面和开口壁表面处于热加工温度时，嵌件还进行移位运动，以将嵌件至少部分地移动到开口中，用于在嵌件进行接合运动时使嵌件接合表面与开口壁表面接合，以在开口壁表面和嵌件接合表面在它们彼此接合时引起塑性变形，用于在嵌件和工件之间至少部分地产生金属结合。让嵌件和工件冷却，使嵌件和工件凝固在一起。
附图说明
[0007]参考附图将更好地理解本专利技术，其中：
[0008]图1A (也如前所述)是现有技术的金属管的等距视图，其中金属管内形成有纵向间隙；
[0009]图1B(也如前所述)是图1A的管的横截面，按较大比例绘制；
[0010]图1C(也如前所述)是按较小比例绘制的现有技术的另一种金属管的局部等距视图，该金属管包括一个或多个在其中形成的开口或裂缝；
[0011]图2A是按较大比例绘制的本专利技术的嵌件的一个实施例和其他元件在嵌件移位到金属工件的开口中之前的横截面；
[0012]图2B是按较小比例绘制的图2A的金属工件的横截面，其中嵌件位于开口中；
[0013]图2C是按较大比例绘制的图2A和2B的金属工件的横截面，其中嵌件位于开口中；
[0014]图2D是按较大比例绘制的其中有开口的另一工件和本专利技术的嵌件的替代实施例的横截面；
[0015]图2E是图2D的工件的横截面，其中图2D的嵌件位于开口中；
[0016]图3A是本专利技术的嵌件的另一个实施例在嵌件移位到金属工件的开口中之前的横截面；
[0017]图3B是按较小比例绘制的图3A的金属工件的横截面，其中嵌件位于开口中；
[0018]图3C是按较大比例绘制的金属工件和位于工件中的开口中的本专利技术的嵌件的另一个实施例的横截面；
[0019]图3D是按较小比例绘制的位于金属工件的开口中的嵌件的一个实施例的局部等距视图；
[0020]图3E是按较小比例绘制的工件的局部横截面，其中嵌件的实施例位于工件的开口中，嵌件向内移位；
[0021]图3F是工件的局部横截面，其中本专利技术嵌件的实施例位于工件的开口中，嵌件向外移位；
[0022]图3G是按较大比例绘制的图3A的工件和嵌件的局部横截面；
[0023]图3H是其中具有开口的另一个工件和本专利技术的嵌件的替代实施例的横截面；
[0024]图3I是图3H的工件的横截面，图3H的嵌件位于开口中；
[0025]图4A是按较小比例绘制的工件的俯视图，其中本专利技术的管嵌件的实施例在该工件上；
[0026]图4B是按较大比例绘制的工件和在管嵌件向工件移位之前的图4A的管嵌件的横截面；
[0027]图4C是图4A和4B的工件和管嵌件的横截面，其中图4A和4B中的管嵌件与工件结合；
[0028]图5A是本专利技术的嵌件的另一个实施例和金属工件在管嵌件向工件移位之前的横截面；
[0029]图5B是图5A的金属工件的横截面，其中管嵌件与金属工件结合；
[0030]图6A是按较小比例绘制的其中具有缺陷区域的金属工件的平面图；
[0031]图6B是图6A的工件的平面图，其中去除了工件上的缺陷区域，以在其中提供开口；
[0032]图6C是图6A和6B的工件的平面图，其中第一嵌件位于开口中以提供部分修复的工件；
[0033]图6D是图6C的部分修复的工件的横截面；
[0034]图6E是图6C的部分修复的工件的另一个横截面；
[0035]图6F是按较大比例绘制的图6C的部分修复的工件的局部平面图；
[0036]图6G是按较小比例绘制的图6C的部分修复的工件的平面图，其中工件中形成有补充开口；
[0037]图6H是图6G的工件的横截面，其中第二嵌件位于补充开口之一中，与部分修复的工件结合；
[0038]图7A是按较小比例绘制的另一个部分修复的工件的平面图；
[0039]图7B是图7A的部分修复的工件的横截面；
[0040]图7C是图7A的部分修复的工件的另一个横截面；
[0041]图7D是按较小比例绘制的图7A的部分修复的工件的平面图，其中工件中形成有补充开口；
[0042]图7E是图7D的工件的横截面，其中第二嵌件位于补充开口之一中，与部分修复的工件结合；和
[0043]图7F是已修复的图7A
‑
7E的工件的平面图。
具体实施方式
[0044]在附图中，相同的附图标记自始至终指示对应的元件。特别地，为了简化描述，再次结合下文的具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种至少部分地填充由金属制成的工件中的至少一个开口的方法，所述至少一个开口至少部分地由具有至少一个开口壁表面的至少一个开口壁限定，所述方法包括以下步骤：(a)提供一种嵌件，该嵌件包括与金属金属地结合的嵌件材料，所述嵌件形成为至少部分地适配放入所述至少一个开口中，所述嵌件具有至少一个嵌件接合表面，该至少一个嵌件接合表面形成为与所述至少一个开口壁表面接合；(b)在第一非氧化气氛中将所述至少一个开口壁表面加热到热加工温度，在该热加工温度下，所述至少一个开口壁表面塑性变形；(c)在第二非氧化气氛中将所述至少一个嵌件接合表面加热到热加工温度，在该热加工温度下，所述至少一个嵌件接合表面塑性变形；(d)使所述嵌件进行接合运动，以相对于所述至少一个开口壁表面移动所述至少一个嵌件接合表面；(e)当所述嵌件进行接合运动时，并且当所述至少一个嵌件接合表面和所述至少一个开口壁表面处于热加工温度时，使所述嵌件进行移位运动，以将所述嵌件至少部分地移动到所述至少一个开口中，用于在所述嵌件进行接合运动时，使所述至少一个嵌件接合表面和所述至少一个开口壁表面接合，以使所述至少一个开口壁表面和所述至少一个嵌件接合表面在它们彼此结合时发生塑性变形，用于在所述嵌件和所述工件之间至少部分形成金属结合；和(f)让所述嵌件和所述工件冷却，使所述嵌件和所述工件凝固在一起。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述至少一个开口壁表面均匀地加热到热加工温度，并且将所述至少一个开口壁均匀地加热至所述热加工温度至所述至少一个开口壁中的所述至少一个开口壁表面第一距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述至少一个嵌件接合表面均匀地加热至热加工温度，并且将所述至少一个嵌件均匀地加热至所述热加工温度至距所述至少一个嵌件中的至少一个嵌件接合表面第二距离。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接合运动是相对于所述工件的摆动运动。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述摆动运动是所述嵌件的线性运动，其中所述嵌件相对于所述工件移动。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接合运动是所述嵌件相对于所述工件绕着所述嵌件的轴线的旋转。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接合运动是相对于所述工件的振动运动。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个开口壁表面是平面的，并且所述至少一个嵌件接合表面是平面的。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述移位运动沿预定线性方向进入所述至少一个开口，并且所述至少一个开口壁表面相对于所述预定线性方向以预定角度定位。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移位运动沿预定的线性方向进入所述至少一个开口。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述嵌件在其内端和外端之间延伸；并且所述嵌件包括至少一个倒角嵌件表面，至少一个倒角嵌件表面位于所述至少一个嵌件接合表面近侧，在所述内端和所述外端中的一个或多个处。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一开口壁表面在一内端与一外端之间延伸；并且所述工件包括至少一个倒角工件表面，该至少一个倒角工件表面位于所述至少一个开口壁表面的近侧，位于所述内端和外端中的一个或多个处。13.一种至少部分地填充由金属制成的工件中的至少一个开口的系统，所述至少一个开口至少部分地由具有至少一个开口壁表面的至少一个开口壁限定，所述系统包括：至少一个夹具子组件，用于保持所述工件静止不动；一嵌件，包括可与金属结合的嵌件材料，所述嵌件形成为至少部分地适配放入所述至少一个开口中，所述嵌件具有至少一个嵌件接合表面，该至少一个嵌件接合表面成形为与所述至少一个开口壁表面接合；至少一个第一加热元件，用于在第一非氧化气氛中将所述至少一个开口壁表面加热至热加工温度，在该热加工温度下，所述至少一个开口壁表面塑性变形；至少一个第二加热元件，用于在第二非氧化气氛中将所述至少一个嵌件接合表面加热至热加工温度，在该热加工温度下，所述至少一个嵌件接合表面塑性变形；一嵌件移动子组件，用于同时使所述嵌件(i)进行接合运动，其中所述至少一个嵌件接合表面相对于所述至少一个开口壁表面移动，以及(ii)进行移位运动，其中所述嵌件至少部分地移动到所述至少一个开口中，以使所述至少一个接合表面和所述至少一个开口壁表面在它们彼此接合时发生塑性变形，从而实现所述嵌件和所述工件的金属结合；所述至少一个第一加热元件和所述至少一个第二加热元件在所述至少一个开口壁加热至所述热加工温度时可移除，至距所述至少一个开口壁表面中的所述至少一个开口壁至少第一距离，在所述至少一个嵌件接合表面加热至所述热加工温度，至距所述至少一个嵌件接合表面的所述嵌件中的至少第二距离；以及所述系统被配置成在所述至少一个嵌件接合表面和所述至少一个开口壁表面相互接合并发生塑性变形之后使所述嵌件和所述工件冷却，以金属地结合所述嵌件和所述工件。14.一种将管至少部分地附接到由金属制成的工件上以使所述管至少部分地与所述工件中的至少一个开口对齐的方法，所述至少一个开口至少部分地由具有至少一个开口壁表面的至少一个开口壁限定，所述方法包括以下步骤：(a)在所述管上形成至少一个管接合表面，该管接合表面构造成与所述至少一个开口壁表面接合；(b)在第一非氧化气氛中将所述至少一个开口壁表面加热至热加工温度，在该热加工温度下，所述至少一个开口壁表面塑性变形；(c)在第二非氧化气氛中将所述至少一个管接合表面加热至热加工温度，在该热加工温度下，所述至少一个管接合表面可塑性变形；(d)使所述管进行接合运动，以使所述至少一个管接合表面相对于所述至少一个开口壁表面移动；
(e)当使所述管进行接合运动时，并且当所述至少一个管接合表面和所述至少一个开口壁表面处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗，
申请(专利权)人：保罗，
类型：发明
国别省市：