CN105149763A - 汽轮机隔板高压电子束焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽轮机隔板高压电子束焊接方法，所述汽轮机隔板包括板体、外环及叶栅，该方法包括如下步骤：步骤S1，将所述板体、外环及叶栅均加工为整圆结构并装配在一起，对其退磁处理达合格；步骤S2，采用高压真空电子束焊接将所装配在一起的板体、外环及叶栅焊接为一体。它避免了中分面剩磁过大且不能退磁至小于5？Gauss的问题，高压真空电子束焊接时不会产生磁偏吹问题，不会产生未熔合等缺陷，能够提高焊缝焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及高压真空电子束焊接领域，具体涉及汽轮机隔板高压电子束焊接方法。
背景技术
高压真空电子束焊接具有焊缝化学成分纯净，电子束穿透深，热影响区小，焊接接头强度高，零件变形小，过程控制精度高，焊接生产效率高，生产过程自动化程度高等优点。
目前，高压真空电子束焊接在汽轮机隔板焊接领域得到了广泛的应用，然而，其在应用过程中存在些问题。
其一，隔板结构问题。隔板为上、下半结构，上、下半的分界面（即中分面）部位剩磁较大，且无法退磁至小于5Gauss，高压真空电子束焊接至该部位时易受磁场影响，产生磁偏吹问题，进而产生未熔合等缺陷。
其二，隔板材质问题。高压真空电子束结构用于高、中压前几级隔板，材质多为12Cr10Co3W2MoNiVNbNB等马氏体高强钢，极易在加工、焊接等冷、热过程中产生剩磁，导致电子束焊接过程中产生未熔合等缺陷。
其三，焊接工艺问题。装配方式为间隙装配，间隙平均值在0.10mm左右，但装配后各处间隙不一致，不是最佳的间隙状态；每条焊缝长度超过3m，焊接时一次焊完，因工件受热长大等因素影响，待焊焊缝实际轨迹与电子束焊前示教轨迹偏差越来越大，最终导致后焊段产生未熔合等缺陷。
为此，期望寻求一种技术方案，以至少减轻上述技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种汽轮机隔板高压电子束焊接方法，在焊接过程中，该方法能克服在中分面处产生磁偏吹问题。
一种汽轮机隔板高压电子束焊接方法，所述汽轮机隔板包括板体、外环及叶栅，该方法包括如下步骤：
步骤S1，将所述板体、外环及叶栅均加工为整圆结构并装配在一起，对其退磁处理达合格；
步骤S2，采用高压真空电子束焊接将所装配在一起的板体、外环及叶栅焊接为一体。
所述步骤S1的具体步骤为：
步骤S11，车削见光所述叶栅内、外圆及进、出汽侧端面，车削后测量该叶栅内、外圆直径尺寸及叶栅轴向尺寸并合格；
步骤S12，基于所车削的叶栅外圆直径尺寸及轴向尺寸配车所述外环内圆，保证该外环内圆面直径为叶栅外圆面直径-0～0.1mm，其轴向尺寸与该叶栅外圆面轴向尺寸适配；
步骤S13，基于所车削的叶栅内圆直径尺寸及轴向尺寸配车所述板体外圆，保证该板体外圆面直径为该叶栅内圆面直径+0～0.1mm，其轴向尺寸与该叶栅内圆面轴向尺寸适配；
步骤S14，所车削的叶栅入炉，出汽侧向上，加热至150-200℃，保温时间≥30min，红套该叶栅与所配车的板体，冷至室温；所配车的外环入炉，出汽侧向上，加热至200-250℃，保温时间≥30min，红套该外环与所车削的叶栅，冷至室温。
所述步骤S11完成后，将所车削的叶栅退磁至剩磁小于2Gauss。
所述步骤S12完成后，将所配车的外环退磁至剩磁小于2Gauss。
所述步骤S13完成后，将所配车的板体退磁至剩磁小于2Gauss。
所述步骤S2的具体步骤为：
步骤S21，将所装配在一起的外环、叶栅及板体整体入真空室，进汽侧向上，抽真空后进行该外环侧焊缝示教，示教后焊接，然后进行该板体侧焊缝示教，示教后焊接；
步骤S22，所述步骤S21完成后，所述外环、叶栅及板体出真空室，出汽侧向上入真空室，抽真空后进行外环侧焊缝示教，示教后焊接，然后进行板体侧焊缝示教，示教后焊接；
步骤S23，所述步骤S22完成后，所述外环、叶栅及板体出真空室，进行其余工作。
所述步骤S21完成后，将所述外环、叶栅及板体在真空室保温30min以上后再进行所述步骤S22。
所述步骤S22完成后，将所述外环、叶栅及板体在真空室保温30min以上后再进行所述步骤S23。
所述步骤S21、S22中所焊接的每条焊缝均分四段进行分段焊接，每段焊接110°，对称施焊，相邻段焊缝之间搭接20°。
所述步骤S21、S22的焊接工艺参数均为：加速电压为120-150KV，束流为100-180mA，聚焦电流为1800-2200mA，工作距离为700-800mm，焊接速度为120-240mm/min。
本发明具有下述有益技术效果。
本发明的将隔板的板体、外环及叶栅均加工为整圆结构并装配在一起并对其退磁处理达合格，然后采用高压真空电子束焊接将所装配在一起的板体、外环及叶栅焊接为一体。它避免了中分面剩磁过大且不能退磁至小于5Gauss的问题，高压真空电子束焊接时不会产生磁偏吹问题，不会产生未熔合等缺陷，能够提高焊缝焊接质量。
附图说明
图1为本发明涉及的汽轮机隔板结构示意图。
具体实施方式
为能详细说明本发明的技术特征及功效，并可依照本说明书的内容来实现，下面结合附图对本发明的实施方式进一步说明。
图1示意性示出本发明涉及的汽轮机隔板结构示意图。该汽轮机隔板包括板体1、外环3及叶栅2。该该汽轮机隔板为拂配式隔板结构。如图1，本发明的汽轮机隔板高压电子束焊接方法包括如下步骤：
步骤S1，将板体1、外环3及叶栅2均加工为整圆结构并装配在一起，对其退磁处理达合格；
步骤S2，采用高压真空电子束焊接将所装配在一起的板体1、外环3及叶栅2焊接为一体，其中，图1中的代号4为电子束焊缝，该焊缝为周向环焊缝。
上述步骤S1的具体步骤为：
步骤S11，车削见光叶栅2内、外圆及进、出汽侧端面，车削后测量该叶栅2内、外圆直径尺寸及叶栅2轴向尺寸并合格；较佳的，该步骤完成后，所车削的叶栅2为整圆结构，经多次退磁后，将该叶栅2退磁至剩磁小于2Gauss。
步骤S12，基于所车削的叶栅2外圆直径尺寸及轴向尺寸配车外环3内圆，保证该外环3内圆面直径为叶栅2外圆面直径-0～0.1mm，其轴向尺寸与该叶栅2外圆面轴向尺寸适配，过盈配合较佳。较佳的，该步骤完成后，所配车的外环3为整圆结构，经多次退磁后，将该外环3退磁至剩磁小于2Gauss。
步骤S13，基于所车削的叶栅2内圆直径尺寸及轴向尺寸配车板体1外圆，保证该板体1外圆面直径为该叶栅2内圆面直径+0～0.1mm，其轴向尺寸与该叶栅2内圆面轴向尺寸适配，过盈配合较佳。较佳的，该步骤完成后，所配车的板体1为整圆结构，经多次退磁后，将该板体1退磁至剩磁小于2Gauss。
步骤S14，所车削的叶栅2入炉，出汽侧向上，加热至150-200℃，保温时间≥30min，红套该叶栅2与所配车的板体1，冷至室温；所配车的外环3入炉，出汽侧向上，加热至200-250℃，保温时间≥30min，红套该外环3与所车削的叶栅2，冷至室温。
上述方法，采用红套过盈装配使得各处间隙一致性较好，且几乎为零间隙状态，非常有利于电子束焊接，能提高焊接质量。
多次退磁后，至少各焊接处剩磁降至小于2Gauss，剩磁小，能克服高压电子束焊接过程中产生未熔合等缺陷，以提高焊接质量。
上述方法中，步骤S12、步骤S13可分别同时施工，也可依次先后施工，具体根据实际工况确定。
上述步骤S2的具体步骤为：
步骤S21，将所装配在一起的外环3、叶栅2及板体1整体入真空室，进汽侧向上，抽真空后进行该外环3侧焊缝示教，示教后焊接，然后进行该板体1侧焊缝示教，示教后焊接；
步骤S22，步骤S21完成后，外环3、叶栅2及板体1出真空室，出汽侧向上入真空室，抽真空后进行外环3侧焊缝示教，示教后焊接，然后进行板体1侧焊缝示教，示教后焊接；
步骤S23，步骤S22完成后，外环3、叶栅2及板体1出真空室，进行其余工作。
较佳的，步骤S21完成后，将外环3、叶栅2及板体1在真空室保温30min以上后再进行步骤S22。
较佳的，步骤S22完成后，将外环3、叶栅2及板体1在真空室保温30min以上后再进行步骤S23。
较佳的，步骤S21、S22中所焊接的每条焊缝均分四段进行分段焊接，每段焊接110°，对称施焊，相邻段焊缝之间搭接20°。
较佳的，步骤S21、S22的焊接工艺参数均为：加速电压为120-150KV，束流为100-180mA，聚焦电流为1800-2200mA，工作距离为700-800mm，焊接速度为120-240mm/min。
上述方法采用分段焊接使待焊焊缝实际轨迹与电子束焊前示教轨迹有较小偏差，避免后焊段产生未熔合等缺陷，以提高焊接质量。
可以理解的是，本发明应用上述整圆结构、红套过盈装配、多次退磁、分段焊接等工艺中至少一项能提高焊接质量，综合应用更佳。
需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再进行描述。
上面参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽轮机隔板高压电子束焊接方法，所述汽轮机隔板包括板体、外环及叶栅，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤S1，将所述板体、外环及叶栅均加工为整圆结构并装配在一起，对其退磁处理达合格；
步骤S2，采用高压真空电子束焊接将所装配在一起的板体、外环及叶栅焊接为一体。
2.根据权利要求1所述的汽轮机隔板高压电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：
步骤S11，车削见光所述叶栅内、外圆及进、出汽侧端面，车削后测量该叶栅内、外圆直径尺寸及叶栅轴向尺寸并合格；
步骤S12，基于所车削的叶栅外圆直径尺寸及轴向尺寸配车所述外环内圆，保证该外环内圆面直径为叶栅外圆面直径-0～0.1mm，其轴向尺寸与该叶栅外圆面轴向尺寸适配；
步骤S13，基于所车削的叶栅内圆直径尺寸及轴向尺寸配车所述板体外圆，保证该板体外圆面直径为该叶栅内圆面直径+0～0.1mm，其轴向尺寸与该叶栅内圆面轴向尺寸适配；
步骤S14，所车削的叶栅入炉，出汽侧向上，加热至150-200℃，保温时间≥30min，红套该叶栅与所配车的板体，冷至室温；所配车的外环入炉，出汽侧向上，加热至200-250℃，保温时间≥30min，红套该外环与所车削的叶栅，冷至室温。
3.根据权利要求2所述的汽轮机隔板高压电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S11完成后，将所车削的叶栅退磁至剩磁小于2Gauss。
4.根据权利要求2所述的汽轮机隔板高压电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S12完成后，将所配车的外环退磁至剩磁小于2Gauss。
5.根据权利要求2所述的汽轮机隔板高压电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S13完成后，将所配车的板体退磁至剩磁小于2Gauss。
6.根据权利要求1至5任一项所述的汽轮机隔板高压电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤为：
步骤S21，将所装配在一起的外环、叶栅及板体整体入真空室，进汽侧向上，抽真空后进行该外环侧焊缝示教，示教后焊接，然后进行该板体侧焊缝示教，示教后焊接；
步骤S22，所述步骤S21完成后，所述外环、叶栅及板体出真空室，出汽侧向上入真空室，抽真空后进行外环侧焊缝示教，示教后焊接，然后进行板体侧焊缝示教，示教后焊接；
步骤S23，所述步骤S22完成后，所述外环、叶栅及板体出真空室，进行其余工作。
7.根据权利要求6所述的汽轮机隔板高压电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S21完成后，将所述外环、叶栅及板体在真空室保温30min以上后再进行所述步骤S22。
8.根据权利要求6所述的汽轮机隔板高压电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S22完成后，将所述外环、叶栅及板体在真空室保温30min以上后再进行所述步骤S23。
9.根据权利要求6所述的汽轮机隔板高压电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S21、S22中所焊接的每条焊缝均分四段进行分段焊接，每段焊接110°，对称施焊，相邻段焊缝之间搭接20°。
10.根据权利要求6所述的汽轮机隔板高压电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S21、S22的焊接工艺参数均为：加速电压为120-150KV，束流为100-180mA，聚焦电流为1800-2200mA，工作距离为700-800mm，焊接速度为120-240mm/min。
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