CN109304538A - 用于制造阀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于利用至少两个金属部件(10、11)制造阀(111)的方法。本发明的目的的重要特征是：所述两个部件(10、11)在组合感应/摩擦焊接处理中焊接至彼此；阀杆(11a)和布置在其纵向端面上的阀头(10a)用作部件(10、11)。以该方式，旨在能够开发两种焊接处理的优势。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于制造阀的方法。本发明还涉及一种根据该方法制造的阀。
背景技术
当焊接阀杆和关联的阀头时，使用典型地摩擦焊接处理，但是这会导致不期望的焊接珠，焊接珠需要后处理并且会阻止存在于中空空间中的含钠冷却剂的移动。存在摩擦焊接处理的若干变型，但是所有变型依赖于相同原理，具体的是滑动摩擦用来将动能(典型地旋转运动)转换为热量。在处理期间绝不焊接任何金属，这就是为什么该处理落入公知为固态焊接范畴内的原因。由于包含的材料中没有任何一个材料被焊接，因此这些焊接处理不易于受到关联于熔焊的缺陷，诸如多孔性、夹渣、未熔合、未焊透、过度切割等。
DE69920770T2公开了一种用于管线的固态焊接处理，其中结合了感应焊接以及摩擦焊接的相应的优势。
用于焊接两个活塞部分的处理例如公知于US专利US7,005,620B2。
发明内容
本发明处理的问题是，提供一种用于尤其克服相关领域的公知缺陷的相关类型阀的阀制造方法的改进或者至少可替换的实施例。
根据本发明该问题通过独立权利要求1的目的解决。有利变型是从属权利要求的目的。
本发明是基于这样的总体构思：首次利用组合感应/摩擦焊接处理来制造阀的方法，尤其中空阀或者实心阀，其具有至少两个金属部件，金属部件呈阀杆和布置在其纵向端部上的阀头形式，以便将中空阀的金属部件彼此连接。通过该方式，能够避免随摩擦焊接典型地发生的尤其焊接珠，因而能够改善阀头的冷却，这是由于存在于中空空间中的含钠冷却剂的移动不再被内部焊接珠阻碍。此外，利用根据本发明的方法，焊接接头还可以朝向阀头移位，因此需要典型地使用较少更高合金材料(成本节约)。根据本发明的组合感应/摩擦焊接处理进一步提供的重大优势为，用于作业的材料的选择比激光器焊接更少被限制。
在下文中，为了简化的缘故，将一贯地参考阀的部件，虽然应理解的是，该说明书涉及阀头和阀杆。
在本发明的有利的进一步发展中，组合感应/摩擦焊接处理包括描述在德国文献DE69920770T2中的这些步骤：
-尤其通过将感应加热***布置在对置的表面之间，依靠感应加热***，尤其依靠高频率感应加热***将部件(阀头以及阀杆)的对置的(尤其平行的)表面加热至第一温度，第一温度通常高于非氧化气氛中部件的再结晶点，
-平行于对置的扁平的平行表面，相对于另一部件持续移动至少一个部件，
-在持续移动至少一个部件的同时，利用轴向力将部件的要接合的对置表面放置于一起，以将部件的对置表面焊接于一起，其中，至少大约90％的焊接能量由感应加热***贡献，等量焊接能量由常规摩擦焊接贡献，并且其中，由于挤压导致的部件的总长度损失是部件的每毫米壁厚度小于1.0轴向毫米。
因而根据本发明的方法包括：利用感应加热***急速加热部件的对置表面；还平行于对置平面表面，相对于另一部件持续移动至少一个部件，例如通过旋转一个部件。最终，DE69920770T2描述的适用于制造阀的方法此处首次包括利用显著低于在常规摩擦焊接中使用的压缩力的轴向力使对置部件表面急速放置于一起，同时相对于另一部件持续移动一个部件以实施对置部件表面的固态焊接。
在根据本发明的方法的有利的进一步发展中，所述方法包括使用感应加热器将要焊接的部件的对置表面在小于30秒内加热至热作业温度，以将部件的加热限制到要焊接的部件的对置表面的起初的1.5mm或者更小。感应加热***的频率优选为3kHz或更大，更优选地为25kHz或更大。
在本发明的优选固态焊接处理中，部件能够在加热之后大约1秒内焊接于一起，其中，轴向力大约再维持五秒。因此，本发明的固态焊接比摩擦焊接或者感应加热更快以及效率更高，并且以非常低转速生产高完整性的可重复焊接接头。
在本发明的进一步优选实施例中，在非氧化气氛中通过用非氧化气体(诸如氮)淹没部件执行加热和焊接步骤，这显著改善得到的焊接接头。
正如之前解释的，根据本发明改进的固态焊接处理生产具有显著降低的毛刺损失(flash loss)的更好的焊接接头。当通过常规摩擦焊接将管状部件焊接于一起时，由常规摩擦焊接所产生的大的内部毛刺还会抑制流体的流动，在该情况下具体地抑制钠的流动。因此，本发明还包括阀，其具有一个实施为阀头的部件以及一个实施为阀杆的部件，它们具有焊接于一起的对置的平面表面，其中相对小的平面毛刺从对置的平面焊接表面的接触平面径向延伸。毛刺损失对应于每mm壁厚度小于1.0轴向毫米的长度组合损失。
本发明的方法优选还包括封闭焊接区域以及在表面周围引入保护气体。正如先前注意到的，加热以及焊接步骤优选在非反应性气氛中执行以避免加热的接头表面和通常存在于地球大气层中的任何气体(氧气、氮气、二氧化碳、蒸汽等)之间的化学反应。例如，钢在升高温度下易于结合氧气以产生氧化物，氧化物引起焊接接头中的缺陷。相反，氮气仅与铁微弱地起反应，因此是一种非常有用的保护气体。当然，还可想到其他保护气体，诸如氩气或者氦气。
可替换地，通过在真空中实施该固态焊接处理可以排除用于所有金属类型的气氛中的有害气体。对于特定金属，可以通过提前利用不与地球大气层中的正常成分起反应的冶金兼容固体屏障物质的非常薄的膜涂覆对置表面来排除有害气体。
虽然保护气体的大多数逻辑选择是氩气，但是实验已经表明，氩气引起接近加热周期的结尾时的闪燃(flashover)，这能够通过使用氮气避免。
如果金属的温度升高，金属的机械属性逐渐变得不太有弹性(以及脆性的)而是有更大塑性(以及能复原的)，直到达到熔点，在熔点失去所有机械强度。对变形的阻力也随着温度升高而减小。材料特定温度通常称为热作业温度(THW)，其通常定义为高于再结晶点的温度或者足够高以避免作业硬化的温度。假设对于给定金属来说THW是熔化温度的大约50％和90％之间的任何温度，用绝对值表示(即绝对温度或者兰氏度)。常规摩擦焊接使用机械摩擦来将两个相邻部件的温度增加至THW，其中，滑动移动能够引起两个部件之间的受控制的黏结程度，导致强焊接接头。本发明的固态焊接处理使用感应加热来将部件的接合表面提升至热作业温度。
本发明的方法可以基于包括调速轮、连续式、轨道式以及振荡式摩擦焊接的任何类型摩擦焊接而执行。
本发明的进一步重要的特征及优势将从从属权利要求、附图以及参考附图的相关附图描述中显而易见。
应理解的是，前述文本中解释的特征以及稍后将解释的特征不仅能够使用在描述的组合中，而且能够在其他组合中使用或者单独使用，这并不超出本发明的范围。
本发明的优选实施例示出于附图中并且将更详细在以下说明中解释，其中，相同或者相似或者功能等同的部件用相同附图标记指代。
附图说明
在示意性附图中，
图1A示出了已经根据常规摩擦焊接处理焊接的阀的局部纵向截面，
图1B示出了已经根据本发明的固态焊接处理被焊接的阀的局部横向截面图，
图1C示出了已经根据本发明的固态焊接处理焊接的阀的第二变型的局部纵向截面图，
图2A示出了用于固态焊接处理的设备的区域的纵向截面图，
图2B示出了沿着截面平面B-B的截面图，
图3示出了已经根据本发明的方法焊接的阀。
具体实施方式
图1A图示了焊接阀111，在示出的情况下焊接阀111例如呈中空阀的形式，但也可以是实心阀，并且已经根据常规摩擦焊接技术(例如常规调速轮焊接)制造。阀111具有构建为阀头10a的部件10和构建为阀杆11a的部件11，通过在将两个部件按压于一起的同时相对于另一部件11、10旋转一个部件10、11，它们通过摩擦焊接被焊接至彼此。在摩擦焊接中，对置表面被加热至热作业温度。这种摩擦焊接接头的最大问题是多余毛刺材料，多余毛刺材料形成在焊接接头的内侧及外侧，看起来像双圆环。
尤其在中空阀111a的情形下，内毛刺细节F1必须被移除，或者至少保持地非常小，这涉及额外努力和/或会影响凹口效应以及妨碍存在于中空阀111a中的冷却剂的流动。而且，正如先前描述，由于非金属内含物的浓度来自焊接界面的长度损失，大体积的毛刺导致较弱焊接接头。因此根据本发明的固态焊接处理不仅降低焊接周期期间材料以及长度的损失，其还改善结构完整性。
图1B和图1C代表根据本发明的方法生产的焊接接头的特性轮廓。
图1C示出了产生在完全结合的外部毛刺F4中的具有适当尺寸的感应线圈9(见图2)。还能够降低毛刺材料F4和F5的总量。在图1B和图1C表示的实施例中毛刺体积以及长度损失显著降低，并且改善了焊接接头的完整性。
根据本发明的组合感应/摩擦焊接处理包括以下步骤：
-通过将感应加热***40布置在对置表面之间或者对置表面的外部，依靠感应加热***40将部件10、11的对置的(尤其平行的)表面加热至第一温度，第一温度尤其高于部件10、11在非氧化气氛中的再结晶点，
-平行于对置表面，相对于另一部件11、10持续移动至少一个部件10、11，
-在仍然移动至少一个部件10、11的同时利用轴向力使部件10、11的对置表面放置于一起，以将部件10、11的对置表面焊接至彼此，其中，焊接能量的一部分、优选至少大约90％由感应加热***40贡献，等量焊接能量由常规摩擦焊接贡献，其中，部件10、11的总长度损失小于部件10、11的每毫米壁厚度1.0轴向毫米。
根据本发明的生产方法的特定优势是，仅使用轴向长度的一部分，使得生成更小体积的焊接接头毛刺。不同于先前摩擦焊接处理，根据本发明的焊接方法实际上在两个部件被接合之前使它们彼此接触。供给大多数所需焊接能量的感应加热阶段同步于旋转部件10、11的加速而进行并且在两个部件10、11接触之前的十分之几秒内完成。这是必要的以确保在部件10、11之间有时间缩回感应线圈9以及随后为了接触关闭轴向间隙。
在接合两个设计为清洁、光滑、直的切割平行端部的部件10、11的例子中，感应线圈9可以布置于两个部件10和11的对置纵向端部之间，这在任一侧留下小间隙12和13。通常，感应线圈9是由中空、矩形铜管形成的具有简单缠绕的线圈，以能够使冷却水在感应加热周期期间循环通过其。感应线圈9经由柔性电源线缆或者可替换地经由旋转或者滑动连接件连接至高频率电源。在加热阶段期间或者在撤退期间，间隙12和13的尺寸通常在感应线圈9以及部件10和11之一之间开始物理接触之前和/或在闪燃之前被调节至最小可能值。如果两个部件10和11具有相同直径、壁厚度以及冶金性，那么感应线圈9等距地布置于部件10、11的对置端部之间。可替换地，还可想到的是，将感应加热***布置在外面。在阀111的两个部件10、11的这三个参数之一或多个参数不同的应用中，通过将感应线圈9移动更靠近需要额外热量供给的部件10或者11使供给至两个部件10、11的热相等。调节间隙的主要目的是确保部件10、11同时均达到它们的相应热作业温度。间隙12、13可以在开始感应加热阶段之前，或者可替换地依靠无接触温度传感器连续贯穿感应加热被确定以及调节。
间隙12和13用作两个目的。首先，它们防止感应线圈9以及部件10和11之一之间的物理接触，物理接触会导致部件表面的污染以及感应线圈9的电路短路。它们还提供了保护气体14的流动路径，防止部件10和11的加热的端部的不期望的氧化。虽然由于先前给出的原因，在许多应用中氮气是优选的，但是保护气体可以是根据工厂冶金要求可用性选择的氮气、二氧化碳、氩气或者其他非氧化气体或者它们的混合物。气体被柔性窗帘15围绕在外侧，柔性窗帘15靠近每个部件10和11的外周放置，使得气体14被迫径向向内流动，因而持续地将任何氧气移开暴露部件。还设置成允许感应线圈9被撤回同时将柔性窗帘15保持在合适位置。
主要取决于部件10、11的冶金性和气体14的高温电离作用特性来选择合适的保护气体14。对于包含含铁化合物和镍基合金的大多数应用，氮气是足够的。但是，不同的气体对于特定冶金性是必要的，例如，用于钛化合物。虽然优选使用合适的保护气体14，但是应该认识到的是，部件10、11能够通过可替换的额外方法诸如预涂层被保护而免于有害气体。为了该目的，部件10、11的对置表面可以被保护性屏障物质直接预涂覆，例如氯基助焊剂等，优选排除氢气。
最终，图3示出了已经根据本发明的方法生产的阀111、111a，其具有实施为阀头10a的部件10和实施为阀杆11a的部件11。
根据本发明的方法(“sp诱导”)可以尤其用于生产双金属阀，其具有的重要优势为：一个关键优势是，避免通常摩擦焊接之后会产生的内部“中空套中空”摩擦焊接珠，这会抑制钠移动，因而会损害热管理以及冷却中空阀111a。如果摩擦焊接接缝被消除或者至少被最小化，那么冷却剂能够流动而不阻塞并且功能为将热量传输离开阀头10a并且朝向阀杆11a。根据本发明的方法还能够使摩擦焊接接缝16朝向阀头10a移位，使得那里使用较少通常更高合金材料(成本节约)。进一步优势是材料消耗的潜在更短持续时间，这还导致消耗更少量。
Claims (13)
1.一种用于利用至少两个金属部件(10、11)制造阀(111)的方法，
其特征在于，
-所述两个部件(10、11)依靠组合感应/摩擦焊接处理焊接至彼此，-阀头(10a)和阀杆(11a)用作所述部件(10、11)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述组合感应/摩擦焊接处理包括以下步骤，
-通过将感应加热***(40)尤其布置在所述部件(10、11)的对置表面之间，通过感应加热***(40)将所述部件(10、11)的对置的、尤其平行的表面加热至第一温度，所述第一温度尤其高于在非氧化气氛中所述部件(10、11)的再结晶点，
-平行于所述对置表面，相对于另一部件(11、10)持续移动至少一个部件(10、11)，
-在仍然移动所述至少一个部件(10、11)的同时利用轴向力将所述部件(10、11)的要接合的对置表面放置于一起，以将所述部件(10、11)的所述对置表面焊接至彼此，其中，焊接能量的至少大约90％由所述感应加热***(40)贡献，等量焊接能量由常规摩擦焊接贡献，并且其中，所述部件(10、11)的总长度损失是所述部件(10、11)的每毫米壁厚度小于1.0轴向毫米。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
在小于大约30秒的时间内将所述对置表面加热至所述第一温度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述组合感应/摩擦焊接处理包括以下步骤：在加热之后在大约一秒内将所述部件(10、11)的所述对置表面焊接于一起，并且在这之后维持轴向力大约五秒。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述方法包括：在加热之后，旋转至少一个所述部件(10、11)并且在小于大约四个旋转内将所述部件(10、11)的所述对置表面焊接于一起，并且维持所述轴向力直到所述焊接的温度降低到低于所述第一温度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述方法包括：在小于大约十秒的时间内将所述对置表面感应加热至所述第一温度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述方法包括：在大约10千赫或更大频率下依靠所述感应加热***(40)加热所述部件(10、11)的所述对置表面。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述方法进一步包括：在利用所述感应加热***(40)将所述对置表面加热至所述第一温度的同时，在所述部件(10、11)的所述对置表面传递非氧化气体，非氧化气体主要包括氮气，。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述方法进一步包括将所述对置表面大体上保持在真空中的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述方法进一步包括：依靠所述感应加热***(40)在真空中将所述对置表面加热至所述第一温度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述方法包括：在依靠所述感应加热***(40)将所述对置表面加热至所述第一温度的同时，如果所述部件(10、11)是铁基，利用小于0.025mm的冶金性兼容材料、例如纯铝涂层预涂覆所述对置表面。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述方法包括：在旋转移动中持续移动至少一个所述部件(10、11)。
13.一种根据前述权利要求中任一项所述的方法生产的阀(111)，尤其中空阀(111a)，其中，一个部件(11)实施为阀杆(11a)，一个部件(10)实施为阀头(10a)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019214857A1 (de) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | Robert Bosch Gmbh | Bauteil der Hydraulik, Anordnung mit einem Abschnitt des Bauteils, und Verfahren zum Fügen des Bauteils |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030015570A1 (en) * | 2000-12-08 | 2003-01-23 | Fuji Oozx, Inc. | Method of joining different metal materials by friction welding |
| DE69920770T2 (de) * | 1998-11-02 | 2005-10-06 | Spinduction Weld, Inc. | Verbessertes Verfahren zum Festkörperschweißen und geschweißte Werkstücke |
| CN105782561A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-20 | 青岛华涛汽车模具有限公司 | 一种阀座总成的双道焊接筋结构 |
| CN205840935U (zh) * | 2016-05-17 | 2016-12-28 | 浙江吉利罗佑发动机有限公司 | 排气门 |
| CN107803580A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-03-16 | 马勒国际有限公司 | 用于制造凸轮轴的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2659038B1 (fr) * | 1990-03-02 | 1994-11-10 | Snecma | Procede de soudage par friction et machine de mise en óoeuvre. |
| US7005620B2 (en) | 2003-11-04 | 2006-02-28 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Piston and method of manufacture |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69920770T2 (de) * | 1998-11-02 | 2005-10-06 | Spinduction Weld, Inc. | Verbessertes Verfahren zum Festkörperschweißen und geschweißte Werkstücke |
| US20030015570A1 (en) * | 2000-12-08 | 2003-01-23 | Fuji Oozx, Inc. | Method of joining different metal materials by friction welding |
| CN105782561A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-20 | 青岛华涛汽车模具有限公司 | 一种阀座总成的双道焊接筋结构 |
| CN205840935U (zh) * | 2016-05-17 | 2016-12-28 | 浙江吉利罗佑发动机有限公司 | 排气门 |
| CN107803580A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-03-16 | 马勒国际有限公司 | 用于制造凸轮轴的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115245998A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-10-28 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种空心气阀合金成形方法 |
| CN115245998B (zh) * | 2022-06-14 | 2024-05-17 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种空心气阀合金成形方法 |
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