CN103659180A - 大型水轮机主轴冷滚成型拼接制造工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种大型水轮机主轴冷滚成型拼接制造工艺方法，按图纸尺寸要求下料，割出焊接坡口，非对称X型坡口，将下料件按展开长尺寸预留余量拼焊；对拼焊焊缝进行超声波探伤检查，合格后准备滚型；使用180mm滚板机进行冷滚型，逐渐加压，滚成整圆；将带有余量的轴身退出滚板机，按照周长理论尺寸-5mm划线，去除余量，割出焊接坡口。本发明具有节省钢板，成型效果好，有利于保证三节拼接的主轴同轴度，缩短生产周期，制造成本低等优点。

Description

大型水轮机主轴冷滚成型拼接制造工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种大型水轮机主轴冷滚成型拼接制造工艺方法。 
背景技术：
以往的水轮机主轴的成型方法是，将钢板加热后按180度半圆轴身下料，然后压型，再将两个180度半圆轴身拼焊成整个轴身。但这种方法由于两瓣对接时容易产生错边等缺陷，尺寸稳定性差，而且两瓣都要留余量，浪费材料。 
发明内容：
本发明的目的是提供一种保证整体轴身的成型尺寸及外观质量，节省成本和生产周期的大型水轮机主轴冷滚成型拼接制造工艺方法。本发明的技术方案为：1）下料拼焊：按图纸尺寸要求下料，割出焊接坡口，非对称X型坡口，将下料件按展开长尺寸预留余量拼焊；2）超声波检查：对拼焊焊缝进行超声波探伤检查，合格后准备滚型；3）使用180mm滚板机进行冷滚型，逐渐加压，滚成整圆；4）去除余量：将带有余量的轴身退出滚板机，按照周长理论尺寸-5mm划线，去除余量，割出焊接坡口；5）合口滚型：再次使用滚板机进行合口滚型，调整合口间隙符合图纸尺寸后进行合圆，搭焊；6）分段轴身粗加工：粗加工分段轴身的内圆、外圆表面，加工对接U-V形坡口；7）轴身焊接：使用埋弧自动焊焊接三段成型后的轴身。 
技术效果： 
本发明以大型水轮机主轴为例，整体冷滚成型，若采用原有的分半圆压型的工艺方法，是将150mm厚的钢板分两瓣压型，各留工艺余量每端500mm，每台余量3000mm,四台余量12000mm，若采用本发明的工艺方法，每台余量600mm，四台余量2400mm,节约钢板长度12000mm-2400mm=9600mm，节约材料费用9600mm*150mm*2300mm*7.8/1000000=26吨，折合人民币：26吨*24000元/吨=624000元。另外，采用本发明的工艺方法，减少一道焊口，每台节约四道焊口的焊材合人民币:240Kg*100元=24000元，4台共计24000*4=96000元，节约人工费用1人*4天*280元/天=1120元，采用本发明的工艺方法，共节约合计人民币：624000+96000+1120=721120元。 
本发明从根本上革新了大型水轮机主轴的制造技术，是制造方法上本质上的改变。使用本发明的工艺方法，一件主轴由原来的六瓣组焊改成三节滚制，减少了四道轴向焊缝的焊接量，节约了成型余量，从而大幅度的减少了工作量，进而节约了制造周期。应用本发明的工艺方法，节约成本721120元，节约生产周期15天。 
本发明采用整体冷滚，避免了分瓣加热压型，成本较低，且成型效果优于分瓣压型，尺寸稳定性好，节约水压机设备的占用周期，可以节约大量原料。 
附图说明：
图1为纵向焊缝坡口示意图。 
图2为环焊缝坡口示意图。 
图3为整体冷滚示意图（侧视图）。 
图4为整体冷滚示意图（主视图）。 
具体实施方式：
本发明是一种大型水轮机主轴冷滚成型拼接制造工艺方法，本发明的技术方案为： 
1）下料拼焊。按图纸尺寸要求下料，割出焊接坡口，非对称X型坡口，将下料件按展开长尺寸预留余量拼焊；2）超声波检查。对拼焊焊缝进行超声波探伤检查，合格后准备滚型；3）使用180mm滚板机进行冷滚型，逐渐加压，滚成整圆；4）去除余量。将带有余量的轴身退出滚板机，按照周长理论尺寸-5mm划线，去除余量，割出焊接坡口；5）合口滚型。再次使用滚板机进行合口滚型，调整合口间隙符合图纸尺寸后进行合圆，搭焊；6）分段轴身粗加工。粗加工分段轴身的内圆、外圆表面，加工对接U-V形坡口；7）轴身焊接。使用埋弧自动焊焊接三段成型后的轴身。 
如图1所示为轴身纵缝坡口示意图，按照图纸开出轴身纵向不对称X坡口，分180度半圆下料，再拼焊成360度整节展开长度，探伤、校平后准备滚型。 
如图2所示为环缝对接坡口图，采用机加工的方法加工出U型坡口和V型坡口，冷滚成型后采用埋弧自动焊完成三节轴身的对接环焊缝。 
图3、图4为本发明工艺方法原理示意图，将钢板1放在滚板机下滚柱2上，此滚板机为180mm的滚板机，是由三个滚柱组成，一 个上滚柱4，两个下滚柱2，滚板机由数控箱3控制，随着滚柱的滚动，钢板渐渐进入滚板机的上滚4和下滚2中，根据板厚等因素进行施加压力，使钢板逐渐卷起，调整压力并用样板检查滚制轴身的内圆，再进行整园校滚，合格后放开滚板机端板箱5将带有余量的轴身退出滚板机，再进行划线，去除余量，并割出纵缝坡口。再次上滚板机进行合口滚型，调整合口间隙符合图纸尺寸后进行合圆，为避免合圆时变形，采用搭板将轴身合口处进行搭焊，然后放开滚板机端板箱5，用吊车吊好轴身从滚板机上退下，整节轴身冷滚完成，按照此工艺方法完成三节轴身的滚型。滚型后采用埋弧自动焊焊接轴身。 
需用装备： 
●180mm滚板机 
●起重吊车 
●钢丝绳 
●超声波探伤仪 
●半自动气割机 
●埋弧自动焊机 
●轴身尺寸检查样板 
●二氧化碳半自动气体保护焊机 
●卷尺 
●铅垂 
●搭焊用搭板 
具体工艺步骤： 
●将150mm厚的钢板按图纸割出纵缝坡口及环焊缝的坡口，拼焊成整节轴身的展开长，预留余量。 
●对拼焊缝进行超声波探伤检查，合格后待滚型。 
●检查180mm滚板机确保能正常工作，做好滚型准备。 
●将钢板用吊车吊起，放入滚扳机内。 
●逐渐施加压力，进行滚型。 
●用样板检查滚型的轴身内圆尺寸，再次进行矫形，直到满足图纸要求。 
●再进行整园校滚，合格后放开滚板机端板箱5将带有余量的轴身退出滚板机。 
●再进行划线，去除余量，并割出纵缝坡口。 
●再次上滚板机进行合口滚型，调整合口间隙符合图纸尺寸后进行合圆，为避免合圆时变形，采用搭板将轴身合口处进行搭焊。 
●然后放开滚板机端板箱5，用吊车吊好轴身从滚板机上退下，整节轴身冷滚完成，按照此工艺方法完成三节轴身的滚型。 
●滚型完成后，加工内外圆表面，加工对接U-V型坡口。 
●使用埋弧自动焊焊接3段轴身。 
本发明生产效率极大提高，缩短了生产制造周期，降低了制造成本，解决了主轴分瓣压型浪费成型余量、占用油压机周期过长、压型尺寸稳定性差的问题。 

Claims (1)

1.一种大型水轮机主轴冷滚成型拼接制造工艺方法，其特征是：
1）下料拼焊：按图纸尺寸要求下料，割出焊接坡口，非对称X型坡口，将下料件按展开长尺寸预留余量拼焊；
2）超声波检查：对拼焊焊缝进行超声波探伤检查，合格后准备滚型；
3）使用180mm滚板机进行冷滚型，逐渐加压，滚成整圆；
4）去除余量：将带有余量的轴身退出滚板机，按照周长理论尺寸-5mm划线，去除余量，割出焊接坡口；
5）合口滚型：再次使用滚板机进行合口滚型，调整合口间隙符合图纸尺寸后进行合圆，搭焊；
6）分段轴身粗加工：粗加工分段轴身的内圆、外圆表面，加工对接U-V形坡口；
7）轴身焊接：使用埋弧自动焊焊接三段成型后的轴身。
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