CN102649187A - 一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法 - Google Patents
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Abstract
一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法，它涉及一种燃气喷嘴的焊接方法，具体涉及一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法，以解决采用现有技术焊接燃气喷嘴存在焊接质量差、焊接变形较大以及影响燃气轮机的生产周期和质量的问题。方法的主要步骤是：步骤一：清理待焊喷嘴的组成零件的各个表面、工作台及工装表面；步骤二：一次装焊；步骤三：一次涂钎料；步骤四：一次钎焊：步骤五：二次装焊；步骤六：二次涂钎料；步骤七：二次钎焊。本发明用于燃气轮机燃烧室燃气喷嘴的焊接。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃气喷嘴的焊接方法，具体涉及一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法。
背景技术
燃烧室中燃气喷嘴的结构复杂，由多个零件焊接连接，制造工艺繁杂，零部件精度及同轴度要求较高，生产制造难度较大，按照原设计要求焊缝采用氩弧焊的方法焊接，需要开坡口，坡口宽度较大，焊接质量差，难于控制焊接变形，焊缝清理困难，往往焊后需要机械加工保证尺寸，存在装卡定位困难等问题，不能满足设计要求。因此，燃烧室中燃气喷嘴的焊接一直是燃气轮机制造中的关键过程，直接影响着燃气轮机的生产周期和产品质量。
发明内容
本发明的目的是为解决采用现有技术焊接燃气喷嘴存在焊接质量差、焊接变形较大以及影响燃气轮机的生产周期和质量的问题，进而提供一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法的具体步骤为：
步骤一、清理待焊燃气喷嘴的组成零件的各个表面、工作台及工装表面；
步骤二、一次装焊：将步骤一清理好的部分零件进行组装点焊，首先装配喷口与吼道并点焊，形成压出器；然后装配第二压紧件与杯型件并点焊，形成杯型组合件；然后装配旋流器与锥筒并点焊以及装配旋流器与环套并点焊，形成旋流器组件；所述压出器、杯型组合件以及旋流器组件在装配过程中均保证装配间隙量小于0.10mm；
步骤三、一次涂钎料：按步骤二装配好后，在压出器、杯型组合件以及旋流器组件钎焊中需要钎焊的部位均涂膏状钎料，待钎料晾干或烘干后，将多余钎料膏清除干净；
步骤四、一次钎焊：将按步骤三涂好钎料的压出器、杯型组合件以及旋流器组件放入真空钎焊炉进行加热钎焊，钎焊工艺及参数为：a、先将真空钎焊炉的真空度从1X105Pa升至4.5X10-3Pa，抽真空时间为30min；b、开始钎焊，钎焊过程中，以5℃/min的升温速率将炉温从30℃升温到550℃，并在温度为550℃的条件下保温20min；c、在以10℃/min的升温速率升温到970℃，并在温度为970℃的条件下保温30min；d、再升温到1130℃-1150℃，升温时间为15min；e、在温度为1130℃-1150℃的条件下保温30min，然后，将炉温冷却至1000℃，冷却时间为20min；f、向真空钎焊炉内充入氩气使炉温冷却至115℃，冷却时间为80min；g、最后，将钎焊炉释放真空至常压，并将焊接好的压出器、杯型组合件以及旋流器组件取出；
步骤五、二次装焊：将其余部分零件和经步骤四钎焊好的压出器、杯型组合件以及旋流器组件进行组装点焊，装配旋流器组件与压出器并点焊，形成第一组装件；装配旋流器组件与弓形夹并点焊，形成第二组装件；装配旋流器组件与封盖并点焊，形成第三组装件；装配旋流器组件与杯型组合件并点焊，形成第四组装件；装配旋流器组件与第一压紧件并点焊，形成第五组装件；所述第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件在装配过程中均保证装配间隙量小于0.10mm；
步骤六、二次涂钎料：按步骤五装配好后，在第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件中需要钎焊的部位涂膏状钎料，待钎料晾干或烘干后，将多余钎料膏清除干净；
步骤七、二次钎焊：将按步骤六涂好钎料的第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件放入真空钎焊炉进行加热钎焊，钎焊工艺及参数为：a、先将真空钎焊炉的真空度从1X105Pa升至4.5X10-3Pa，抽真空时间为30min；b、开始钎焊，钎焊过程中，以5℃/min的升温速率将炉温从30℃升温到550℃，并在温度为550℃的条件下保温20min；c、在以10℃/min的升温速率升温到970℃，并在温度为970℃的条件下保温30min；d、再升温到1130℃-1150℃，升温时间为15min；e、在温度为1130℃-1150℃的条件下保温30min，然后，将炉温冷却至1000℃，冷却时间为20min；f、向真空钎焊炉内充入氩气使炉温冷却至115℃，冷却时间为80min；g、最后，钎焊炉释放真空至常压，燃气喷嘴焊接完成。
本发明的有益效果是：本发明采用真空钎焊代替手工氩弧焊，焊接的焊缝成形容易，焊接质量好，通过调整喷嘴零部件的装焊顺序、装配方式以及装配间隙大小等，选择合理的钎焊工艺及参数，实现了减小焊接变形、控制零部件精度及同轴度的目的，达到燃气喷嘴焊接要求，保证焊接成的燃烧室燃气喷嘴尺寸公差要求，利用本发明可以实现复杂结构燃气喷嘴的焊接，明显提高焊接质量，减少返修几率，提高了汽轮机的生产效率和产品质量，缩短了汽轮机生产制造周期，降低了成本。本发明可以推广使用到其他材料焊接性差、焊接工艺复杂和工作量大的零部件焊接上。
附图说明
图1是本发明的燃烧室燃气喷嘴整体结构示意图，图2是本发明的步骤四和步骤七的真空钎焊工艺曲线图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法的具体步骤为：
步骤一、清理待焊燃气喷嘴的各组成零件的各个表面、工作台及工装表面；
步骤二、一次装焊：将步骤一清理好的部分零件进行组装点焊，首先装配喷口9-2与吼道9-1并点焊，形成压出器9；然后装配第二压紧件8与杯型件7并点焊，形成杯型组合件A；然后装配旋流器3与锥筒1并点焊以及装配旋流器3与环套5并点焊，形成旋流器组件B；所述压出器9、杯型组合件A以及旋流器组件B在装配过程中均保证装配间隙量小于0.10mm；
步骤三、一次涂钎料：按步骤二装配好后，在压出器9、杯型组合件A以及旋流器组件B钎焊中需要钎焊的部位均涂膏状钎料，待钎料晾干或烘干后，将多余钎料膏清除干净；
步骤四、一次钎焊：将按步骤三涂好钎料的压出器9、杯型组合件A以及旋流器组件B放入真空钎焊炉进行加热钎焊，钎焊工艺及参数为：a、先将真空钎焊炉的真空度从1X105Pa升至4.5X10-3Pa，抽真空时间为30min；b、开始钎焊，钎焊过程中，以5℃/min的升温速率将炉温从30℃升温到550℃，并在温度为550℃的条件下保温20min；c、在以10℃/min的升温速率升温到970℃，并在温度为970℃的条件下保温30min；d、再升温到1130℃-1150℃，升温时间为15min；e、在温度为1130℃-1150℃的条件下保温30min，然后，将炉温冷却至1000℃，冷却时间为20min；f、向真空钎焊炉内充入氩气使炉温冷却至115℃，冷却时间为80min；g、最后，将钎焊炉释放真空至常压，并将焊接好的压出器9、杯型组合件A以及旋流器组件B取出；
步骤五、二次装焊：将其余部分零件和经步骤四钎焊好的压出器9、杯型组合件A以及旋流器组件B进行组装点焊，装配旋流器组件B与压出器9并点焊，形成第一组装件；装配旋流器组件B与弓形夹2并点焊，形成第二组装件；装配旋流器组件B与封盖4并点焊，形成第三组装件；装配旋流器组件B与杯型组合件A并点焊，形成第四组装件；装配旋流器组件B与第一压紧件6并点焊，形成第五组装件；所述第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件在装配过程中均保证装配间隙量小于0.10mm；
步骤六、二次涂钎料：按步骤五装配好后，在第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件中需要钎焊的部位涂膏状钎料，待钎料晾干或烘干后，将多余钎料膏清除干净；
步骤七、二次钎焊：将按步骤六涂好钎料的第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件放入真空钎焊炉进行加热钎焊，钎焊工艺及参数为：a、先将真空钎焊炉的真空度从1X105Pa升至4.5X10-3Pa，抽真空时间为30min；b、开始钎焊，钎焊过程中，以5℃/min的升温速率将炉温从30℃升温到550℃，并在温度为550℃的条件下保温20min；c、在以10℃/min的升温速率升温到970℃，并在温度为970℃的条件下保温30min；d、再升温到1130℃-1150℃，升温时间为15min；e、在温度为1130℃-1150℃的条件下保温30min，然后，将炉温冷却至1000℃，冷却时间为20min；f、向真空钎焊炉内充入氩气使炉温冷却至115℃，冷却时间为80min；g、最后，钎焊炉释放真空至常压，燃气喷嘴焊接完成。
本实施方式中的真空钎焊炉的型号为B55T。
本实施方式的步骤二和步骤五中的点焊均采用氩弧焊。
图2中的光氩快冷是指步骤七中向真空钎焊炉内充入氩气使炉温冷却。
本实施方式中所述燃气喷嘴由喷口9-2、吼道9-1、第二压紧件8、杯型件7、旋流器3、锥筒1、环套5、弓形夹2、封盖4和第一压紧件6构成；喷口9-2与吼道9-1焊接形成压出器9，压出器9套装在锥筒1上，压出器9与旋流器3连接，旋流器3与锥筒1连接，锥筒1和旋流器3之间沿旋流器3的周向设置有与二者连接的弓形夹2，旋流器3的周向连接有封盖4和环套5，环套5的内孔与第一压紧件6连接，旋流器3与杯型件7连接，杯型件7与第二压紧件8连接。
本实施方式的步骤五和步骤六可以穿插进行，将步骤五拆分成两个部分，步骤一至步骤四后可进行如下步骤：
步骤五、装配旋流器组件B与弓形夹2并点焊，形成第二组装件；装配旋流器组件B与封盖4并点焊，形成第三组装件；配旋流器组件B与杯型组合件A并点焊，形成第四组装件；所述第二组装件、第三组装件以及第四组装件在装配过程中均保证装配间隙量小于0.10mm；
步骤六、按步骤五装配好后，在第二组装件、第三组装件以及第四组装件中需要钎焊的部位涂膏状钎料，待钎料晾干或烘干后，将多余钎料膏清除干净；
步骤七、装配旋流器组件B与第一压紧件6并点焊，形成第五组装件；装配旋流器组件B与压出器9并点焊，形成第一组装件；
步骤八、按步骤七装配好后，在第二组装件、第三组装件以及第四组装件中需要钎焊的部位涂膏状钎料，待钎料晾干或烘干后，将多余钎料膏清除干净；
步骤九、二次钎焊：将按步骤六涂好钎料的第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件放入真空钎焊炉进行加热钎焊，钎焊工艺及参数为：a、先将真空钎焊炉的真空度从1X105Pa升至4.5X10-3Pa，抽真空时间为30min；b、开始钎焊，钎焊过程中，以5℃/min的升温速率将炉温从30℃升温到550℃，并在温度为550℃的条件下保温20min；c、在以10℃/min的升温速率升温到970℃，并在温度为970℃的条件下保温30min；d、再升温到1130℃-1150℃，升温时间为15min；e、在温度为1130℃-1150℃的条件下保温30min，然后，将炉温冷却至1000℃，冷却时间为20min；f、向真空钎焊炉内充入氩气使炉温冷却至115℃，冷却时间为80min；g、最后，钎焊炉释放真空至常压，燃气喷嘴焊接完成。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤三中的钎料均为BNi73CrSiB-40Ni-S钎料。如此设置，性能可靠，满足实际需要。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：步骤六中的钎料均为BNi73CrSiB-40Ni-S钎料。如此设置，性能可靠，满足实际需要。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤四中的真空度为10-1Pa至4.5X104Pa。如此设置，满足实际需要。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤四中温度为1140℃的条件下保温30min。如此设置，满足实际需要。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤六中的真空度为10-1Pa至4.5X104Pa。如此设置，满足实际需要。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤六中温度为1140℃的条件下保温30min。如此设置，满足实际需要。其它与具体实施方式一至六之一相同。
Claims (7)
1.一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法，其特征在于：所述真空钎焊方法具体步骤为：
步骤一、清理待焊燃气喷嘴的组成零件的各个表面、工作台及工装表面；
步骤二、一次装焊：将步骤一清理好的部分零件进行组装点焊，首先装配喷口（9-2）与吼道（9-1）并点焊，形成压出器（9）；然后装配第二压紧件（8）与杯型件（7）并点焊，形成杯型组合件（A）；然后装配旋流器（3）与锥筒（1）并点焊以及装配旋流器（3）与环套（5）并点焊，形成旋流器组件（B）；所述压出器（9）、杯型组合件（A）以及旋流器组件（B）在装配过程中均保证装配间隙量小于0.10mm；
步骤三、一次涂钎料：按步骤二装配好后，在压出器（9）、杯型组合件（A）以及旋流器组件（B）钎焊中需要钎焊的部位均涂膏状钎料，待钎料晾干或烘干后，将多余钎料膏清除干净；
步骤四、一次钎焊：将按步骤三涂好钎料的压出器（9）、杯型组合件（A）以及旋流器组件（B）放入真空钎焊炉进行加热钎焊，钎焊工艺及参数为：a、先将真空钎焊炉的真空度从1X105Pa升至4.5X10-3Pa，抽真空时间为30min；b、开始钎焊，钎焊过程中，以5℃/min的升温速率将炉温从30℃升温到550℃，并在温度为550℃的条件下保温20min；c、在以10℃/min的升温速率升温到970℃，并在温度为970℃的条件下保温30min；d、再升温到1130℃-1150℃，升温时间为15min；e、在温度为1130℃-1150℃的条件下保温30min，然后，将炉温冷却至1000℃，冷却时间为20min；f、向真空钎焊炉内充入氩气使炉温冷却至115℃，冷却时间为80min；g、最后，将钎焊炉释放真空至常压，并将焊接好的压出器（9）、杯型组合件（A）以及旋流器组件（B）取出；
步骤五、二次装焊：将其余部分零件和经步骤四钎焊好的压出器（9）、杯型组合件（A）以及旋流器组件（B）进行组装点焊，装配旋流器组件（B）与压出器（9）并点焊，形成第一组装件；装配旋流器组件（B）与弓形夹（2）并点焊，形成第二组装件；装配旋流器组件（B）与封盖（4）并点焊，形成第三组装件；装配旋流器组件（B）与杯型组合件（A）并点焊，形成第四组装件；装配旋流器组件（B）与第一压紧件（6）并点焊，形成第五组装件；所述第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件在装配过程中均保证装配间隙量小于0.10mm；
步骤六、二次涂钎料：按步骤五装配好后，在第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件中需要钎焊的部位涂膏状钎料，待钎料晾干或烘干后，将多余钎料膏清除干净；
步骤七、二次钎焊：将按步骤六涂好钎料的第一组装件、第二组装件、第三组装件、第四组装件以及第五组装件放入真空钎焊炉进行加热钎焊，钎焊工艺及参数为：a、先将真空钎焊炉的真空度从1X105Pa升至4.5X10-3Pa，抽真空时间为30min；b、开始钎焊，钎焊过程中，以5℃/min的升温速率将炉温从30℃升温到550℃，并在温度为550℃的条件下保温20min；c、在以10℃/min的升温速率升温到970℃，并在温度为970℃的条件下保温30min；d、再升温到1130℃-1150℃，升温时间为15min；e、在温度为1130℃-1150℃的条件下保温30min，然后，将炉温冷却至1000℃，冷却时间为20min；f、向真空钎焊炉内充入氩气使炉温冷却至115℃，冷却时间为80min；g、最后，钎焊炉释放真空至常压，燃气喷嘴焊接完成。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法，其特征在于：步骤三中的钎料均为BNi73CrSiB-40Ni-S钎料。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法，其特征在于：步骤六中的钎料均为BNi73CrSiB-40Ni-S钎料。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法，其特征在于：步骤四中的真空度为10-1Pa至4.5X104Pa。
5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法，其特征在于：步骤四中温度为1140℃的条件下保温30min。
6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法，其特征在于：步骤六中的真空度为10-1Pa至4.5X104Pa。
7.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室燃气喷嘴真空钎焊方法，其特征在于：步骤六中温度为1140℃的条件下保温30min。
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