CN102198554A - 一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其能克服以往空心静叶不适用自动化焊接的问题，取代以往空心静叶仅依靠手工焊接的方法，大大提高生产效率，降低工人劳动强度，并能有效减少焊接变形保证焊接质量的稳定。其特征在于：其采用焊接机器人联合熔化极气体保护焊焊接设备对汽轮机空心静叶的出汽边和进汽边进行摆弧工艺焊接，其包括以下工艺步骤：（1）将空心静叶的内、背弧薄板装配到相应的夹具上并固定；（2）焊接出汽边第一道摆弧焊缝；（3）焊接进汽边；（4）依次进行余下各道出汽边摆弧焊缝的焊接；（5）待各道焊缝缓慢冷却至室温，将叶片卸下夹具。

Description

一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法
技术领域
本发明涉及空心静叶的自动化焊接加工技术领域，具体为一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法。
背景技术
汽轮机空心静叶主要是通过焊接方式将两块冲压内、背弧薄板连接和成型，由于内、背弧薄板在冲压及坡口铣削过程容易存在较大的偏差，使得空心静叶在焊前的状态如坡口几何尺寸、待焊接位置等一致性存在较大偏差，其不利于自动化焊接设备对焊接位置的识别和调整，会导致焊接渗透不足、坡口底部未熔合、焊缝不平整、甚至出现焊接空洞等焊接缺陷。因此，目前汽轮机空心静叶的焊接成型技术一直局限于手工焊接领域，手工焊接虽然有着操作灵活、适应范围广的优点，但极易受到个体情感因素、姿态、体力及个体焊接技术的影响，其生产效率低、工人劳动强度大、焊接质量不稳定。另外，以往的空心静叶手工焊接是采用先点焊再手工全焊出汽边最后全焊进汽边的工艺流程，其缺点在于：其采用全焊出汽边后再全焊进汽边的焊接工艺顺序，由于出汽边采用堆焊焊接，在进行出汽边每一道焊缝焊接后都要进行焊缝的冷却后才能进行下一道焊缝的焊接，其焊接效率低；且以往的手工焊接出汽边需要5-7道焊缝，其焊缝道数多、热输入大、焊接变形大。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其能克服以往空心静叶不适用自动化焊接的问题，取代以往空心静叶仅依靠手工焊接的方法，大大提高生产效率，降低工人劳动强度，并能有效减少焊接变形保证焊接质量的稳定。
其技术方案是这样的，其特征在于：其采用焊接机器人联合熔化极气体保护焊焊接设备（Fronius CMT，福尼斯CMT焊接设备）对汽轮机空心静叶的出汽边和进汽边进行摆弧工艺焊接，其包括以下工艺步骤：
（1）将空心静叶的内、背弧薄板装配到相应的夹具上并固定；
（2）焊接出汽边第一道摆弧焊缝；
（3）焊接进汽边；
（4）依次进行余下各道出汽边摆弧焊缝的焊接；
（5）待各道焊缝缓慢冷却至室温，将叶片卸下夹具。
其进一步特征在于：所述出汽边与进汽边的焊接均采用机器人弧焊焊接设备进行；在所述步骤（4）中余下各道出汽边摆弧焊缝的焊接前，均需待前一道出汽边摆弧焊缝冷却至250℃以下时方能进行；所述出汽边摆弧焊缝设置有三道，所述出汽边的三道摆弧焊缝焊接时机器人控制程序均调用CMT（冷金属过渡）焊接模式，设置电流均为120A～160A；焊接所述出汽边的第一道摆弧焊缝时，弧焊摆宽为10mm～12mm，焊接速度为3 mm/s ～15mm/s；焊接所述出汽边的第二道摆弧焊缝时，弧焊摆宽为12mm～15mm，焊接速度为3 mm/s ～10mm/s；焊接所述出汽边的第三道摆弧焊缝时，弧焊摆宽为15mm～20mm，焊接速度为3 mm/s ～8mm/s；所述进汽边焊接时，机器人控制程序调用CMT+Pulse（冷金属过渡+脉冲）焊接模式，设置电流为120A～170A，焊接速度为3 mm /s～12 mm/s；
本发明的汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其采用机器人自动化摆弧工艺，通过摆弧工艺对空心静叶存在的一致性偏差进行弥补，并大大降低了手工焊接的劳动强度，极大提高了生产效率，同时减少了空心静叶出汽边焊缝的道数，减少了热输入，降低了焊接变形，提高了产品的质量稳定性；另外，本发明方法采用先对出汽边的第一道焊缝进行焊接再焊进汽边的焊接工艺流程，有效利用了第一道焊缝的冷却时间来进行进汽边的焊接，提高了焊接效率。
附图说明
图１为本发明的空心静叶出汽边焊接堆焊焊缝示意图；
图２为本发明的空心静叶进汽边焊接焊缝示意图。
具体实施方式
实施例一：
将空心静叶的内、背弧薄板装配到相应的夹具上并固定，机器人弧焊焊接设备对出汽边第一道摆弧焊缝进行焊接，其中机器人控制程序调用CMT（冷金属过渡）焊接模式，设置电流为120A，采用15mm摆宽、焊接速度为9 mm/s；
采用机器人弧焊焊接设备对进汽边进行焊接，其中机器人控制程序调用CMT+Pulse（冷金属过渡+脉冲）模式，设置电流为120A，焊接速度为7.5mm/s；
待出汽边第一道摆弧焊缝冷却至250℃以下时在该道焊缝基础在上实施出汽边第二道焊接的焊接，其机器人控制程序调用CMT焊接模式，设置电流为120A，采用摆宽12mm、焊接速度为6.5mm/s；
待出汽边第二道焊缝温度冷却至250℃以下时在该道焊缝基础上实施第三道出汽边焊接的焊接，其机器人控制程序调用CMT模式，电流设置为120A，采用摆宽15mm、焊接速度为5.5 mm/s；
待各道焊缝缓慢冷却至室温，将叶片卸下夹具。
实施例二：
将空心静叶的内、背弧薄板装配到相应的夹具上并固定，机器人弧焊焊接设备对出汽边第一道摆弧焊缝进行焊接，其中机器人控制程序调用CMT（冷金属过渡）焊接模式，设置电流为140A，采用10mm摆宽、焊接速度为3mm/s；
采用机器人弧焊焊接设备对进汽边进行焊接，其中机器人控制程序调用CMT+Pulse（冷金属过渡+脉冲）模式，设置电流为145A，焊接速度为3 mm /s；
待出汽边第一道摆弧焊缝冷却至250℃以下时在该道焊缝基础在上实施出汽边第二道摆弧焊缝的焊接，其机器人控制程序调用CMT焊接模式，设置电流为140A，采用摆宽13.5mm、焊接速度为3 mm /s；
待出汽边第二道焊缝温度冷却至250℃以下时在该道焊缝基础上实施第三道出汽边摆弧焊缝的焊接，其机器人控制程序调用CMT模式，电流设置为140A，采用摆宽20mm、焊接速度为3 mm /s；
待各道焊缝缓慢冷却至室温，将叶片卸下夹具。
实施例三：
将空心静叶的内、背弧薄板装配到相应的夹具上并固定，机器人弧焊焊接设备对出汽边第一道摆弧焊缝进行焊接，其中机器人控制程序调用CMT（冷金属过渡）焊接模式，设置电流为160A，采用12.5mm摆宽、焊接速度为15 mm/s；
采用机器人弧焊焊接设备对进汽边进行焊接，其中机器人控制程序调用CMT+Pulse（冷金属过渡+脉冲）模式，设置电流为170A，焊接速度为12 mm/s；
待出汽边第一道摆弧焊缝冷却至250℃以下时在该道焊缝基础在上实施出汽边第二道摆弧焊缝的焊接，其机器人控制程序调用CMT焊接模式，设置电流为160A，采用摆宽15mm、焊接速度为10 mm/s；
待出汽边第二道焊缝温度冷却至250℃以下时在该道焊缝基础上实施第三道出汽边摆弧焊缝的焊接，其机器人控制程序调用CMT模式，电流设置为160A，采用摆宽17.5mm、焊接速度为8 mm/s；
待各道焊缝缓慢冷却至室温，将叶片卸下夹具。
采用本发明方法对空心静叶的内、背弧薄板进行摆弧工艺焊接加工，其出汽边堆焊焊缝总宽度可以达到30mm～40mm，能够满足目前所有汽轮机空心静叶出汽边焊缝的宽度要求。
图1中、图2中，1为出汽边第一道摆弧焊缝，2为出汽边第二道摆弧焊缝，3为出汽边第三道摆弧焊缝，5为空心静叶内弧薄板，6为空心静叶背弧薄板；4为进汽边焊缝。

Claims (9)

1.一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其特征在于：其采用焊接机器人联合熔化极气体保护焊焊接设备对汽轮机空心静叶的出汽边和进汽边进行摆弧工艺焊接，其包括以下工艺步骤：
（1）将空心静叶的内、背弧薄板装配到相应的夹具上并固定；
（2）焊接出汽边第一道摆弧焊缝；
（3）焊接进汽边；
（4）依次进行余下各道出汽边摆弧焊缝的焊接；
（5）待各道焊缝缓慢冷却至室温，将叶片卸下夹具。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其特征在于：所述出汽边与进汽边的焊接均采用机器人弧焊焊接设备进行。
3.根据权利要求1所述的一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其特征在于：在所述步骤（4）中余下各道出汽边摆弧焊缝的焊接前，均需待前一道出汽边摆弧焊缝冷却至250℃以下时方能进行。
4.根据权利要求2所述的一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其特征在于：所述出汽边摆弧焊缝设置有三道。
5.根据权利要求4所述的一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其特征在于：所述出汽边的三道焊缝焊接时机器人控制程序均调用冷金属过渡焊接模式，设置电流为120A～160A。
6.根据权利要求5所述的一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其特征在于：焊接所述出汽边的第一道摆弧焊缝时，弧焊摆宽为10mm～12mm，焊接速度为3 mm/s ～15mm/s。
7.根据权利要求6所述的一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其特征在于：焊接所述出汽边的第二道摆弧焊缝时，弧焊摆宽为12mm～15mm，焊接速度为3 mm/s ～10mm/s。
8.根据权利要求7所述的一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其特征在于：焊接所述出汽边的第三道摆弧焊缝时，弧焊摆宽为15mm～20mm，焊接速度为3 mm/s ～8mm/s。
9.根据权利要求2所述的一种汽轮机空心静叶的自动化焊接方法，其特征在于：所述进汽边焊接时，机器人控制程序调用冷金属过渡+脉冲焊接模式，设置电流为120A～170A，焊接速度为3 mm /s～12 mm/s。
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