CN103567727A - 一种机翼型耐高温钢板焊接叶片的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机翼型耐高温钢板焊接叶片的制造工艺，应用于工作环境在300℃以下的各类高温风机上，属于风机叶片的制造技术领域。制造工艺步骤包括：叶片下料、叶片卷弧、叶片冲压成型、叶片整形、模具的安装、叶片迎风面的固定、加强筋的焊接、叶片背风面的组焊、叶片焊后热处理、叶片的车削加工、封面加强板的焊接等工艺。由于采用耐热钢钢板焊接叶片的制造工艺解决了目前高温风机在高温环境下、较高线速度旋转时，铝合金叶片易产生变形及浇钢钢叶片的强度不够等问题。采用本发明耐高温钢板焊接叶片的制作工艺，能确保叶片的尺寸、形状，基本与原设计叶片弧形截面保持一致，保证了风机的叶轮性能，并降低了其生产制造加工成本。

Description

一种机翼型耐高温钢板焊接叶片的制造工艺
技术领域
 
本发明涉及一种机翼型耐高温钢板焊接而成的叶片制造工艺，应用于工作环境在300℃以下的各类高温风机上，属于风机叶片的制造技术领域。
 
背景技术
 
高温风机工作在高温环境中，且风机叶轮受到因高速旋转而产生的较大离心力作用，对叶片强度需求较高。市面上的机翼型铝合金叶片，因材质的原因，当温度超过150℃时，叶片易产生变形，严重时甚至断裂；浇钢铸造的机翼型钢叶片不仅需要大型的铸造设备、压铸模具，生产加工费用较大，而且其浇注出来的叶片强度也往往达不到高温风机所需的要求。
 
发明内容
 
为了克服现有铝合金叶片，在高温下易产生变形及浇钢钢叶片的强度不够等问题，本发明所采用的技术方案为：一种机翼型耐高温钢板焊接叶片的制造工艺，包括如下步骤：
    （1）叶片下料：按照叶片迎风面及叶片背风面的展开图尺寸对耐热钢钢板进行切割下料；
    （2）叶片卷弧：将下料好的耐热钢钢板叶片迎风面、叶片背风面在卷弧机上进行卷弧，要求其尺寸大致接近叶片成型尺寸；
    （3）叶片冲压成型：装好叶片成型模具，后分别将卷好弧的叶片迎风面、叶片背风面进行冲压成型；
（4）叶片整形：按照叶片样板对成型后的叶片进行修整。要求叶片形状、尺寸和样板间隙不超过技术图纸要求；
（5）安装模具：将叶片迎风面成型凹模放置在液压机工作平台上，液压机上工作面装上叶片背风面成型凹模，并调整好模具位置；
（6）固定叶片迎风面：在叶片迎风面成型凹模上放上成型好的叶片迎风面；
    （7）焊接加强筋板：按叶片大小规格，在叶片迎风面上焊接上相应的数块加强筋；为防止叶片迎风面在焊接加强筋时变形，可将叶片迎风面与叶片迎风面成型凹模用夹具夹紧固定；
    （8）组焊叶片背风面：将叶片背风面放置在叶片迎风面上，调整好两者位置，开动液压机，将2片叶片（即叶片背风面和叶片迎风面）压住并固定后，用电焊机将露在模具外面可以焊接部分进行点焊固定，后升起液压机后，将叶片满焊焊接；
    （9）叶片焊后热处理：用夹具将组焊好的叶片夹紧固定后，放入热处理炉内，进行焊后去应力热处理；
    （10）车加工叶片：根据所需叶轮尺寸，车出所需叶片长度；
    （11）焊接封面加强板：将封面加强板插入在叶片迎风面及叶片背风面之间，后进行满焊固定。
作为进一步的技术方案：所述的叶片冲压成型，可在第一次叶片冲压成型后进行退火处理，退火处理好后再进行一次叶片冲压成型，可消除叶片冷冲压成型时产生的应力，提高叶片的强度以及保证叶片的成型尺寸。
所述的叶片冲压成型，在第一次叶片冲压成型后进行退火处理时，
可根据低合金高强度钢材质的不同特性将退火温度控制在560-620℃，根据工件的厚度不同将保温时间控制在0.25-1h ，后空冷至室温。
所述的叶片焊后热处理，根据低合金高强度钢材质的不同特性将热处理温度控制在520-650℃，保温时间根据工件厚度控制在0.5-1h。 
由于本发明的叶片制造工艺为耐热钢钢板焊接而成，相比压铸铝叶片及浇钢铸造的钢叶片，力学性能得到大大提高，满足了风机在高温环境下、较高线速度旋转时，叶片所需强度；而且本发明的钢板叶片在制作过程中均使用模具成型，焊接及定位过程中也使用模具定位，叶片的尺寸、形状、一致性均得到了较好的控制，可做到基本与原设计叶片弧形截面保持一致，确保了风机的叶轮性能。本发明可广泛运用于高温风机机翼型钢板焊接叶片的生产制作上。
以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明叶片结构示意图；
图2为本发明叶片立体图；
图3为本发明叶片焊加强筋示意图；
图4为本发明叶片组焊示意图。其中：
1为叶片迎风面；2为叶片背风面；3为封面加强板；4为加强筋；5为叶片迎风面成型凹模；6为叶片背风面成型凹模。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，本发明一种机翼型耐高温钢板焊接叶片的制造工艺，包括如下步骤：
    （1）叶片下料：按照叶片迎风面1及叶片背风面2的展开图尺寸对耐热钢钢板进行切割下料。
    （2）叶片卷弧：将下料好的耐热钢钢板叶片迎风面1、叶片背风面2在卷弧机上进行卷弧，要求其尺寸大致接近叶片成型尺寸。
（3）叶片冲压成型：装好叶片迎风面及背风面成型模具，后分别将卷好弧的叶片迎风面1、叶片背风面2进行冲压成型。为了消除叶片冷冲压成型时产生的应力，提高叶片的强度以及保证叶片的成型尺寸，可在第一次叶片冲压成型后进行退火处理，退火处理好后再进行一次叶片冲压成型。其中，在第一次叶片冲压成型后进行退火处理时，可根据低合金高强度钢材质的不同特性将退火温度控制在560-620℃，根据工件的厚度不同将保温时间控制在0.25-1h，后空冷至室温。
    （4）叶片整形：按照叶片样板对成型后的叶片进行修整，要求叶片形状、尺寸和样板间隙不超过技术图纸要求。
    （5）安装模具：将叶片迎风面成型凹模5放置在液压机工作平台上，液压机上工作面装上叶片背风面成型凹模6，并调整好模具位置。
    （6）固定叶片迎风面：在迎风面成型凹模5上放上成型好的叶片迎风面1。
（7）焊接加强筋板：按叶片大小规格，在叶片迎风面1上焊接上相应的数块加强筋4。为防止叶片迎风面1在焊接加强筋4时变形，可将叶片迎风面1与叶片迎风面成型凹模5用夹具夹紧固定。
    （8）组焊叶片背风面：将叶片背风面2放置在叶片迎风面1上，调整好两者位置，开动液压机，用成型模具将2片叶片（即叶片迎风面1和叶片背风面2）压住并固定后，用电焊机将露在模具外面可以焊接部分进行点焊固定，后升起液压机后，将叶片满焊焊接。
（9）叶片焊后热处理：用夹具将组焊好的叶片夹紧固定后，放入热处理炉内，进行焊后去应力热处理。其中，进行焊后去应力热处理时，根据低合金高强度钢材质的不同特性将热处理温度控制在520-650℃，保温时间根据工件厚度控制在0.5-1h。 
    （10）车加工叶片：根据所需叶轮尺寸，车出所需叶片长度。
    （11）焊接封面加强板：将封面加强板3插入在叶片迎风面1及叶片背风面2之间，后进行满焊固定。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种机翼型耐高温钢板焊接叶片的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
    （1）叶片下料：按照叶片迎风面及叶片背风面的展开图尺寸对耐热钢钢板进行切割下料；
    （2）叶片卷弧：将下料好的耐热钢钢板叶片迎风面、叶片背风面在卷弧机上进行卷弧，要求其尺寸大致接近叶片成型尺寸；
    （3）叶片冲压成型：装好叶片成型模具，后分别将卷好弧的叶片迎风面、叶片背风面进行冲压成型；
    （4）叶片整形：按照叶片样板对成型后的叶片进行修整；要求叶片形状、尺寸和样板间隙不超过技术图纸要求；
    （5）安装模具：将叶片迎风面成型凹模放置在液压机工作平台上，液压机上工作面装上叶片背风面成型凹模，并调整好模具位置；
    （6）固定叶片迎风面：在叶片迎风面成型凹模上放上成型好的叶片迎风面；
    （7）焊接加强筋板：按叶片大小规格，在叶片迎风面上焊接上相应的数块加强筋；
    （8）组焊叶片背风面：将叶片背风面放置在叶片迎风面上，调整好两者位置，开动液压机，将2片叶片压住并固定后，用电焊机将露在模具外面可以焊接部分进行点焊固定，后升起液压机后，将叶片满焊焊接；
    （9）叶片焊后热处理：用夹具将组焊好的叶片夹紧固定后，放入热处理炉内，进行焊后去应力热处理；
    （10）车加工叶片：根据所需叶轮尺寸，车出所需叶片长度；
    （11）焊接封面加强板：将封面加强板插入在叶片迎风面及叶片背风面之间，后进行满焊固定。
2.如权利要求1所述的一种机翼型耐高温钢板焊接叶片的制造工艺，其特征在于：所述的叶片冲压成型，可在第一次叶片冲压成型后进行退火处理，退火处理好后再进行一次叶片冲压成型。
3.如权利要求2所述的一种机翼型耐高温钢板焊接叶片的制造工艺，其特征在于：所述的叶片冲压成型，在第一次叶片冲压成型后进行退火处理时，退火温度控制在560-620℃，并根据工件的厚度不同将保温时间控制在0.25-1h，后空冷至室温。
4.如权利要求1所述的一种机翼型耐高温钢板焊接叶片的制造工艺，其特征在于：所述的叶片焊后热处理，热处理温度控制在520-650℃，保温时间根据工件厚度控制在0.5-1h。
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