擺動焊接法
【專利摘要】通過在焊接時沿豎直和/或水平方向的擺動運動實現(xiàn)較小的顆粒，所述顆粒防止在焊接時形成裂紋。本發(fā)明涉及一種用于焊接基底(3)的方法，其中使能量源(13)和/或材料輸送裝置(14)相對于基底(3)的表面(5)擺動地運動。
【專利說明】
擺動焊接法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接法，其中焊束以振動的方式運動。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有高份額的金屬相γ’的鎳基超合金的激光堆焊中，能夠在熔液凝固期間已經(jīng)造成熱裂紋形成。通過縮小具有圓形的強度分布的、激光的射線直徑實現(xiàn)較小的顆粒并且能夠避免凝固裂紋，然而由此材料的構(gòu)建速率變小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:示出一種焊接法，借助該方法能夠?qū)崿F(xiàn)小的顆粒和大的構(gòu)建速率。
[0004]所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來實現(xiàn)。
[0005]在從屬權(quán)利要求中列舉其他有利的措施，所述措施能夠彼此任意地組合，以便實現(xiàn)其他的優(yōu)點。
[0006]通過沿水平方向的擺動運動會持續(xù)地改變凝固界面，使得實現(xiàn)振動的凝固形狀。由于凝固作用持續(xù)地改變，中斷在熔液凝固期間的顆粒生長并且組織結(jié)構(gòu)凝固成細粒。由于組織結(jié)構(gòu)的細粒度，因此殘留的焊接殘余應(yīng)力分布到晶界上，使得避免在焊縫中或焊接金屬中的裂紋。
[0007]焊接法能夠為重熔或堆焊。在這兩個方法中存在熔液和凝固界面。
【附圖說明】
[0008]附圖示出:
[0009]圖1示出用于焊接的裝置；
[0010]圖2-4示出擺動運動的過程。
[0011]附圖和說明僅為本發(fā)明的實施例。
【具體實施方式】
[0012]圖1示出焊接法的、尤其激光焊接法的設(shè)備I，基于此以不受限制的方式闡述本發(fā)明。
[0013]因此，該方法不限制于激光焊接法，而是也適用于具有相應(yīng)的能量源的其他的等離子焊接法和電子焊接法。
[0014]將材料8沉積到基底3上，所述基底在渦輪機葉片中是具有高γ’份額的鎳基或鈷基超合金進而通常是可困難地焊接的合金。
[0015]作為堆焊的一部分的焊道6已經(jīng)產(chǎn)生。在重熔法的情況下，焊道為重熔的區(qū)域。
[0016]作為示例的能量源13的激光將其激光束15(圖2)定向到基底3上，在該位置處存在熔池7。
[0017]優(yōu)選地，粉末噴嘴作為材料輸送裝置14輸送粉末8，其中粉末8被熔化，在此通過激光輻射15熔化。材料8以粉末的形式輸送，但是也能夠作為絲輸送。所述激光輻射15尤其是脈沖式的。
[0018]要焊接的面由多個彼此并排的且必要時彼此上下重疊的焊道構(gòu)成，并且優(yōu)選在至少一個方向上具有大于等于4mm的長度。
[0019]在圖2、3、4中，示出激光輻射15的例如三角形44;31，34;43，49，55的擺動運動。
[0020]擺動運動優(yōu)選僅在一個平面中進行。
[0021]三角形44;31，34;43，49，55優(yōu)選是銳角三角形，并且其中優(yōu)選三角形44的高度(在移動方向2上)是底邊24的至少兩倍大。
[0022]擺動運動優(yōu)選如下進行:激光輻射15與移動方向2相反地相對于移動方向2成一定角度從第一起點21(圖2)移動至第一轉(zhuǎn)向點22，在那里隨后激光輻射15垂直于移動方向2沿一個方向24移動至第二轉(zhuǎn)向點23。
[0023]為了激光輻射15整體地沿移動方向2繼續(xù)向前運動，所述激光輻射于是傾斜于移動方向2在移動方向2上沿第一傾斜方向30(圖3)移動至第二起點31，所述第二起點在移動方向2上位于第一轉(zhuǎn)向點22后方。第二起點31在第一轉(zhuǎn)向點22的高度上移動距離4。
[0024]激光輻射15隨后從那里起再次向前移動至第三轉(zhuǎn)向點33。第三轉(zhuǎn)向點33在移動方向2上位于第一起點21后方。在點21、33之間的連接線平行于移動方向2。激光輻射15從那里起又相對于移動方向2成一定角度且與移動方向2相反地擺動至第四轉(zhuǎn)向點34。第四轉(zhuǎn)向點34在垂直于移動方向2的方向上位于與第二起點31相同的高度上并且在移動方向2上位于與第二轉(zhuǎn)向點23相同的高度上。
[0025]激光輻射15沿垂直于移動方向2的垂直的第二移動方向36向回移動至三角形的擺動運動的第二起點31 (圖3)。
[0026]此外，在圖4中能夠識別始于圖3的另一三角形的擺動運動，其中激光輻射15在相對于移動方向2的第二傾斜方向40上沿移動方向2擺動至第七轉(zhuǎn)向點55。第七轉(zhuǎn)向點55位于與點34相同的高度上。激光輻射15隨后從那里起朝第三轉(zhuǎn)向點33的方向移動至第五轉(zhuǎn)向點43，所述第五轉(zhuǎn)向點位于根據(jù)圖3的轉(zhuǎn)向點33的后方。
[0027]激光輻射15從第五轉(zhuǎn)向點43起傾斜于移動方向2且與移動方向2相反地以第三返回運動46移動至第六轉(zhuǎn)向點49。激光輻射15從第六轉(zhuǎn)向點49起垂直于移動方向2擺動至第七轉(zhuǎn)向點55。
[0028]一定程度上，對于激光輻射15的走向而言總是沿移動方向2移動三角形，使得進行多個三角形的疊加。
[0029]這僅示出在優(yōu)選三角形的擺動中的一個過程。
[0030]通過該過程，根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)改善的材料特性。
【主權(quán)項】
1.一種用于焊接基底(3)的方法， 其中使能量源(13)和/或材料輸送裝置(14)相對于所述基底(3)的表面(5)擺動地運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中進行重熔焊接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中進行堆焊。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項或兩項所述的方法， 其中所述能量源(13)至少部分地以三角形(22)相對于所述表面(5)擺動地運動至少一次。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項或多項所述的方法， 其中所述能量源(13)以三角形(22)相對于所述表面(5)擺動地運動至少一次。6.根據(jù)權(quán)利要求1或3中任一項或兩項所述的方法， 其中所述能量源(13)和所述材料輸送裝置(14)至少部分地以三角形(22)相對于所述表面(5)擺動地運動至少一次。7.根據(jù)權(quán)利要求1、3或6中任一項或多項所述的方法， 其中所述能量源(13)和所述材料輸送裝置(14)以三角形(22)相對于所述表面(5)擺動地運動至少一次。8.根據(jù)上述權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項或多項所述的方法， 其中將激光輻射用作為能量源(13)。9.根據(jù)上述權(quán)利要求1、3至8中任一項或多項所述的方法， 其中經(jīng)由所述材料輸送裝置(14)輸送粉末(8)。10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項或多項所述的方法， 其中將鎳基的或鈷基的超合金用作為基底(3)。11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項或多項所述的方法， 其中應(yīng)用焊接噴嘴(10)，所述焊接噴嘴具有所述材料輸送裝置(14)、尤其粉末輸送裝置(14)和能量的產(chǎn)生裝置和輸送裝置(13)、尤其激光輻射的產(chǎn)生裝置和輸送裝置(13)。12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項或多項所述的方法， 其中擺動的偏轉(zhuǎn)最大為2mm、尤其偏轉(zhuǎn)為I mm和2mm之間。13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項或多項所述的方法， 其中被焊接的面在至少一個取向上為>4mm。14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項或多項所述的方法， 其中所述能量源(13)和/或材料輸送裝置(14)多次橫向于、尤其垂直于移動方向(2)運動。15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項或多項所述的方法， 其中擺動運動僅二維地進行。16.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項或多項所述的方法， 其中三角形沿移動方向(2)移動。
【文檔編號】B23K26/08GK105917078SQ201480073421
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年2月21日
【發(fā)明人】貝恩德·布爾鮑姆, 托爾斯滕·約基施, 米夏埃爾·奧特
【申請人】西門子公司