CN101905384A - 压缩机机壳的焊装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压缩机机壳的焊装方法，其包括下列步骤：采用分体组合焊接的方式组焊第一部分；采用一体成型铸造的方式铸造第二部分；焊接该第一部分和第二部分。本发明将压缩机机壳分成第一部分和第二部分，其中的第一部分采用分体组合焊接的组焊方式进行焊接，无需采用体积庞大的木模，与现有技术相比，可以明显缩短压缩机机壳的制造周期，节约成本，减少木模存储的占地面积，提高了压缩机机壳的制造精度。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机领域，更具体地，涉及一种压缩机机壳及焊装该机壳的焊装方法。
背景技术
现有单轴等温压缩机采用铸造机壳，铸造是一个特殊过程，难于控制质量，对设计、工艺、分型、木模、造型、拼箱、浇注、打箱等每个工序都必须精益求精，如有半点疏忽就可能造成铸件瑕疵甚至报废。
例如，在铸造过程中，投入一个新木模，需要约70～120m3松木的优质木材，造成对森林资源的破坏，而且制造周期长，平均一个机壳的木模要两个月才能完成。虽然，一个木模可以重复使用，对于批量大的情况可以节约成本，但对于小批量机壳的生产情况，成本反而上升。另外，木模在使用过程中容易造成损坏和变形，需要定期修复；不用的时候需要很大的场地用来存放，保存时因木材水分吸收与蒸发而变形，导致木模的部分尺寸满足不了设计要求，需要变更相应部分的机壳的尺寸，一个型号的机壳最终加工尺寸可能不一样，降低了产品的通用性。为避免法兰面变形引起的加工量不足问题，在木模设计时就有意识地、人为地增加了法兰面加工厚度，降低了材料利用率。
另一方面，机壳单个组件重的达三十吨以上，只有大型铸造厂家才能生产，本地外协厂家可供选择余地很小，企业经常因铸件不能及时完成而延迟交货。外省厂家生产的铸件要长途运输，大的要办理超宽特种运输，运输成本翻倍。
而且，机壳的壁厚不均匀，浇注后常导致在浇冒口由于补缩量的不足形成巨大内部缩孔，该缺陷一直没有很好地解决，光补焊最多时一次需要20多包1kg的生铁焊条，大大地增加了人力物力成本。加之近年来生铁的牌号比较杂乱，铸造气孔、夹砂等缺陷很难控制，往往是加工到中途时出现缺陷就要下机床补焊，严重影响了加工进度。为保证性能要求，铸造机壳某些地方进行了加强加厚，虽然此种改进可以在一定程度上降低辐射噪声、提高吸振性，但其整体显得笨重，增加了机壳的重量和成本，加厚处容易产生缩孔和冷却裂缝。
为控制铸件壁厚，在造型时对泥芯用铸造顶衬进行固定加强，防止浇注时泥芯上抬。铁水融化时部分顶衬因铁水温度变低而融合不好，在试水时出现渗漏，多的一个机壳有上十个顶衬漏水，补焊量大成本高。
铸造机壳过重，现使用卧镗的固定台位加工，无法用立车加工。
加工过程中铁屑灰尘比较大，对操作工人的身体健康造成伤害。
因此，有必要提供一种压缩机机壳的焊装方法，以解决现有技术采用铸焊方式焊接压缩机机壳的各种问题。
发明内容
本发明旨在提供一种压缩机机壳的焊装方法，能够解决现有技术中铸焊压缩机机壳时木模制造周期长、保管费用高、以及铸造出的机壳的通用性差、存在铸造气孔、夹砂缺陷等技术问题。
为此，本发明提供了一种压缩机机壳的焊装方法，其包括下列步骤：采用分体组合焊接的方式组焊第一部分；采用一体成型铸造的方式铸造第二部分；焊接第一部分和所述第二部分。
进一步地，第一部分可以为压缩机机壳中结构简单且/或组装焊接难度低的部分；第二部分可以为压缩机机壳中结构复杂且/或组装焊接难度高的部分。
进一步地，采用分体组合焊接的方式组焊第一部分，可以包括下列步骤：确定组成第一部分的若干组焊件；采用点焊的方式焊接若干组焊件；在若干组焊件的特定位置上设置顶撑，用于防止在焊接过程中及焊接后去除焊接应力的过程中第一部分的变形；采用全焊透的方式焊接设置有顶撑的若干组焊件，形成第一部分。
进一步地，采用全焊透的方式焊接第一部分和所述第二部分，焊接完第一部分和第二部分之后还可以包括下列步骤：采用整体退火的方式消除压缩机机壳的整体焊接应力；消除压缩机机壳的整体焊接应力之后，拆除顶撑，完成压缩机机壳的组焊过程。
进一步地，第一部分可以包括壳体，组成壳体的若干组焊件可以包括：外筒；内筒；支撑，内筒可以通过支撑焊接于所述外筒上，并且，内筒与支撑之间、支撑与外筒之间采用坡口焊接；端板，设置于外筒的两端面上；第二部分可以包括油箱。
进一步地，组成壳体的若干组焊件可以包括：外筒；内筒；支撑，内筒通过支撑焊接于外筒上，并且，内筒与支撑之间、支撑与外筒之间采用坡口焊接；端板，设置于外筒的两端面上。
进一步地，外筒可以包括沿外筒的径向剖分的上外筒和下外筒；内筒可以包括与上外筒和下外筒相对应的上内筒和下内筒；其中，上外筒可以包括沿外筒的轴向分段的第一上外筒和第二上外筒；下外筒可以包括沿外筒的轴向分段的第一下外筒和第二下外筒；所述上内筒包括与所述第一上外筒和所述第二上外筒相对应的第一上内筒和第二上内筒；下内筒可以包括与第一下外筒和第二下外筒相对应的第一下内筒和第二下内筒。
进一步地，在若干组焊件的特定位置上设置顶撑，可以包括在内筒的径向位置上垂直于所述内筒的轴向均匀设置的径向顶撑。
进一步地，第一上内筒、第二上内筒、第一下内筒和第二下内筒均可以包括的两个筒段，在若干组焊件的特定位置上设置顶撑还可以包括在两个筒段之间的轴向位置上设置轴向顶撑。
进一步地，径向顶撑与轴向顶撑的材料可以与壳体的材料相同。
进一步地，采用分体组合焊接的组焊方式焊装所述第一部分之前，可以设置每个焊缝都至少有一个方向为可施焊。
本发明具有以下技术效果：
1. 将压缩机机壳分成第一部分和第二部分，其中的第一部分采用分体组合焊接的组焊方式进行焊接，无需采用体积庞大的木模，与现有技术相比，可以明显缩短压缩机机壳的制造周期，节约成本，减少木模存储的占地面积，提高了压缩机机壳的制造精度。
2. 将壳体分成若干壳体组焊件，可以降低压缩机机壳的加工总高，机壳孔系的加工就可以在普通立车上实现，不必上大型卧镗加工内孔系尺寸，提高工作效率，降低生产成本。
3. 焊接时在合适的位置设置顶撑可以控制壳体在轴向和径向方向上的变形，将焊接热胀冷缩变形导向有利的方向发展。
4. 采用与壳体同样材料的顶撑，可以保证在去除焊接应力过程中各顶撑的热膨胀量相同，保证了壳体的各个加工面加工时的加工余量，从而避免了壳体的内在缺陷和外观凹凸不均的问题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的壳体沿水平方向剖分的下壳体剖面结构视图；
图2是本发明优选实施例的壳体沿竖直方向剖分的壳体剖面结构视图；
图3是本发明优选实施例的径向顶撑安装位置示意图；
图4是本发明优选实施例的轴向顶撑安装位置局部示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明提供了一种压缩机机壳的焊装方法，尤其适用于单轴等温型离心压缩机机壳的焊装，图1是本发明优选实施例的壳体沿水平方向剖分的下壳体剖面结构视图，图2是本发明优选实施例的壳体沿竖直方向剖分的壳体剖面结构视图，下面，结合图1和图2，对该焊装方法进行说明：
本发明所述的压缩机机壳的焊装方法主要包括下列步骤：
(1)采用分体组合焊接的方式组焊第一部分；
(2)采用一体成型铸造的方式铸造第二部分；
(3)焊接第一部分和第一部分与第二部分。
实际上，可以根据压缩机机壳的各组成部分的结构复杂程度和组装焊接的难易程度确定各组成部分的焊装方式，例如，若某一组成部分的结构简单且/或组装焊接难度低，则可以确定该组成部分为第一部分，则采用分体组合焊接的组焊方式焊装该第一部分；否则，可以确定该组成部分为第二部分，采用模具一体铸造成型方式铸造该第二部分。
由于压缩机机壳的油箱2的结构和形状较为复杂，不易焊接，可以确定油箱2为第二部分，也就是说，油箱2仍可以采用木模一体铸造成型的方式铸造。虽然，在此过程中仍然采用了木模，但铸造油箱所采用的木模体积与传统的整体机壳的木模的体积相比，要小很多，木模的制造过程也相对容易，与传统的木模制造工艺相比，仍会明显地缩短制造周期，节约成本。
相对地，压缩机机壳的壳体1的结构较为简单而且易于焊接，可以将其确定为第一部分，也就是可以采用分体组合焊接的组焊方式焊接该壳体1。
实际上，机壳的半轮盖密封部也可以采用铸焊方式铸造；机壳上的出风口则可以采用组焊的方式焊装。
由于第一部分，也就是壳体1采用分体组合焊接的组焊方式焊装，为了保证壳体1的焊装精度，提高压缩机机壳的整体的质量，需要经过下列步骤来完成壳体1的组焊：
(1)确定组成壳体1的若干组焊件
在此，可以将组成壳体1的不同组成部分作为壳体1的若干组焊件，也可以依据易于焊接的原则，将壳体1分解成多个容易组焊的组焊件。在本实施例中，由于壳体1的结构较为简单，仅由外筒11、内筒12、设置于外筒11的端面上的端板14等部件组成，所以可以确定组成壳体1的若干壳体组焊件包括外筒11、内筒12、连接于外筒11与内筒12之间的支撑13，以及端板14。
为了降低壳体1的加工的总高，使壳体1上的孔系的加工可以在普通立车上实现，不必上大型卧镗就可以加工内孔系的尺寸，还可以将外筒11和内筒12划分成多个易于焊接的部分。优选地，可以采用沿壳体1的水平径向上下剖分之后再沿壳体1的轴向分段的方式进行划分，也就是说，可以将外筒11和内筒12都分解成相互对应的四个部分，可以分别将其称为第一外筒与第一内筒、第二外筒与第二内筒、第三外筒与第三内筒，以及第四外筒与第四内筒，且在焊接各个部分时，能够保证两个部分之间的焊缝都至少有一个方向能够施焊。
(2)采用点焊的方式固定各组焊件
确定了组成壳体1的各组焊件之后，首先应该采用点焊的方式焊接，防止直接全焊透而造成不必要的损失。
在将内筒12通过支撑13焊接到外筒11上时，内筒12与支撑13之间，以及支撑13与外筒11之间壳体通过开适当的坡口焊接在一起。
(3)在各组焊件的特定位置上设置顶撑，用于防止在焊接过程中及焊接后去除焊接应力的过程中机壳整体的变形
图3是本发明优选实施例的径向顶撑安装位置示意图，如图3所示，在此所述的特定位置，实际上可以包括内筒12的径向位置A，顶撑可以是设置在该径向位置的径向顶撑31，以第一内筒为例，第一内筒呈半圆形，那么，径向顶撑31就可以沿图3所示的方式支撑于内筒12中，这样就可以通过具有足够刚度的径向顶撑31来控制内筒12和外筒11在焊接过程中由于受热而造成的变形。
为了防止外筒11和内筒12在轴向上的变形，还可以在相邻的内筒12之间的轴向位置B处设置轴向顶撑32。实际上，在轴向上分段的每段外筒11内都可以具有多个内筒12，在本实施例中，每段外筒内都具有两段内筒，相邻的两段内筒之间通过设置轴向顶撑32，可以防止壳体1在焊接过程以及在去除焊接应力的过程中的轴向变形。
优选地，径向顶撑31可以是槽钢、工字钢、圆钢、角钢等型钢，轴向顶撑32可以是与径向顶撑31相同材料的尖铁顶撑。
图4是本发明优选实施例的轴向顶撑安装位置局部示意图，如图4所示，轴向顶撑32一般制成斜面，以利于敲击，如图4的左右轴向尺寸点固焊定位后用力将轴向顶撑32敲进空挡中并焊死。
(4)采用全焊透的方式焊接设置有所述顶撑的若干组焊件
在设置好各个径向顶撑31和轴向顶撑32之后，然后对内筒12及支撑13的各处实施全焊透焊接将左右两部分的内筒分别与相应的外筒焊接成一体，再将焊接好的上下两部分通过法兰连接成一体。
最后，将焊装好的壳体1和油箱2等部件通过全焊透的方式焊接在一起，形成完整的压缩机机壳，为了得到稳定耐用的压缩机机壳，机壳焊接完成之后，需要进行下列步骤：
(1)采用整体退火的方式消除压缩机机壳的整体焊接应力。
(2)消除了整体焊接应力之后，再拆除径向顶撑31和轴向顶撑32，完成压缩机机壳的整体焊装过程。在所有的焊接工作、机壳去除焊接应力之后才去除顶撑，可以防止在去除应力的退火等过程中，造成外筒11、内筒12等部件的不规则变形以及加工面欠量等缺陷。
优选地，为了在消除焊接应力的退火过程中各顶撑的热膨胀量与压缩机机壳的热膨胀量保持一致，保证压缩机机壳的各个壳体组焊件的加工面的加工余量，顶撑与压缩机机壳之间可以采用相同的材料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，包括下列步骤：
采用分体组合焊接的方式组焊第一部分(1)；
采用一体成型铸造的方式铸造第二部分(2)；
焊接所述第一部分(1)和所述第二部分(2)。
2.根据权利要求1所述的压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，
所述第一部分(1)为压缩机机壳中第一结构复杂程度且/或组装焊接难度的部分；所述第二部分(2)为压缩机机壳中第二结构复杂程度且/或组装焊接难度的部分；所述第一结构复杂程度且/或组装焊接难度低于所述第二结构复杂程度且/或组装焊接难度。
3.根据权利要求2所述的压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，采用分体组合焊接的方式组焊第一部分(1)，包括下列步骤：
确定组成所述第一部分(1)的若干组焊件；
采用点焊的方式固定所述若干组焊件；
在所述若干组焊件的特定位置上设置顶撑，用于防止在焊接过程中及焊接后去除焊接应力的过程中所述第一部分(1)的变形；
采用全焊透的方式焊接设置有所述顶撑的所述若干组焊件，形成所述第一部分(1)。
4.根据权利要求3所述的压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，采用全焊透的方式焊接所述第一部分(1)和所述第二部分(2)，焊接完所述第一部分(1)和所述第二部分(2)之后还包括下列步骤：
采用整体退火的方式消除所述压缩机机壳的整体焊接应力；
消除所述压缩机机壳的整体焊接应力之后，拆除所述顶撑，完成所述压缩机机壳的组焊过程。
5.根据权利要求4所述的压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，
所述第一部分包括壳体(1)，组成所述壳体(1)的若干组焊件包括：
外筒(11)；
内筒(12)；
支撑(13)，所述内筒(12)通过所述支撑(13)焊接于所述外筒(11)上，并且，所述内筒(12)与所述支撑(13)之间、所述支撑(13)与所述外筒(11)之间采用坡口焊接；
端板(14)，设置于所述外筒(11)的两端面上；所述第二部分包括油箱(2)。
6.根据权利要求5所述的压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，
所述外筒(11)包括沿所述外筒(11)的径向剖分的上外筒和下外筒；
所述内筒(12)包括与所述上外筒和所述下外筒相对应的上内筒和下内筒；
其中，
所述上外筒包括沿所述外筒(11)的轴向分段的第一上外筒和第二上外筒；
所述下外筒包括沿所述外筒(11)的轴向分段的第一下外筒和第二下外筒；
所述上内筒包括与所述第一上外筒和所述第二上外筒相对应的第一上内筒和第二上内筒；
所述下内筒包括与所述第一下外筒和所述第二下外筒相对应的第一下内筒和第二下内筒。
7.根据权利要求6所述的压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，在所述若干组焊件的特定位置上设置顶撑，包括在所述内筒(12)的径向位置(A)上垂直于所述内筒(12)的轴向均匀设置的径向顶撑(31)。
8.根据权利要求7所述的压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，所述第一上内筒、所述第二上内筒、所述第一下内筒和第二下内筒均包括的两个筒段，在所述若干组焊件的特定位置上设置顶撑还包括在所述两个筒段之间的轴向位置(B)上设置轴向顶撑(32)。
9.根据权利要求8所述的压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，所述径向顶撑(31)与所述轴向顶撑(32)的材料与所述壳体(1)和所述油箱(2)的材料相同。
10.根据权利要求9所述的压缩机机壳的焊装方法，其特征在于，采用分体组合焊接的组焊方式焊装所述组焊部分之前，设置每个焊缝都至少有一个方向为可施焊。
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