CN106271149B - 一种汽轮机空心静叶片焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种汽轮机空心静叶片焊接方法，包括：1.将内、背弧板装夹；2.将进汽边待焊缝等分成多个段，按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊进行点焊；3.按分段顺序对进汽边待焊缝中点两侧的各待焊段以对称跳焊进行通焊；4.出汽边待焊缝焊接设计为多焊道；将部分出汽边待焊缝焊道分别等分成多个段，每一焊道按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊进行点焊；5.分别按分段顺序对步骤4中点焊的焊道中点两侧的各待焊段以对称跳焊进行通焊；6.将另部分出汽边待焊缝的焊道分别等分成多个段，每一焊道按分段顺序对各分段点以多次序的、顺序跳焊进行点焊；7.分别按分段顺序对步骤6中的点焊的焊道上的各待焊段以多次序的、顺序跳焊进行通焊。

Description

一种汽轮机空心静叶片焊接方法

技术领域

本发明涉及汽轮机空心静叶片的焊接方法，尤其是核电汽轮机空心静叶片的焊接方法。

背景技术

空心叶片具有重量轻、制造成本低、周期灵活等特点，在动能机械设备上得到了广泛应用，这就包括了汽轮机上所应用的空心叶片。

汽轮机上所应用的空心叶片为低压静叶片，例如HD1160A-118114C、HD1160A-123114C等核电汽轮机的低压静叶片。参见图1和图2所示，汽轮机的空心静叶片主要由分体结构的内弧板A和背弧板B焊接组合而成，内弧板A与背弧板B之间具有出汽边焊缝C和进汽边焊缝D。由于汽轮机空心静叶片、尤其是前述核电汽轮机低压静叶片的成型型线复杂，弯扭度大（前述两种型号的空心静叶片的长度达1800mm、弦宽达430mm，属于超大弯扭度），加之制造精度的技术要求高，从而使得焊接组合式空心叶片的制造难度特别大，这是因为：空心静叶片的内部为空心结构，叶片的进汽边和出汽边的焊缝分别长且焊接量大，焊接过程是叶片局部区域加热后又冷却凝固，从使叶片焊接部位的焊接温度分布不均匀，极易导致叶片内、背弧板及不同区域的膨胀和收缩不均匀，进而使叶片的内部产生焊接残余应力，引起叶片的出汽边角变形和旁弯变形，以及叶片整体弯曲变形和扭曲变形等。

综上所述，基于汽轮机空心静叶片的成型型线复杂、弯扭度大、制造精度要求高的特性，行业内一直在探索如何以有效、可行地技术手段将其焊接变形有效地控制到最小值，以提高产品质量和生产效率、降低生产成本，各种研究成果在公开出版物上屡见报道，但至今未见由于本发明内容相同或相近的技术出现。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述汽轮机空心静叶片的特殊性和现有技术的不足，自主研发一种以合理的交叉堆焊将焊接残余应力降低并均布、进而将焊接变形可靠、有效地控制到最小值的汽轮机空心静叶片焊接方法。

本发明所采用的技术方案是，一种汽轮机空心静叶片焊接方法，包括下列工艺步骤：

步骤1. 将组成空心静叶片的内弧板和背弧板在装夹工装上进行装夹，形成进汽边待焊缝和出汽边待焊缝；

步骤2. 将进汽边待焊缝等分成多个段，以进汽边待焊缝的中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊方式进行点焊，点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段；

步骤3. 以进汽边待焊缝的中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的各待焊段以对称跳焊方式进行通焊；

步骤4. 出汽边待焊缝焊接设计为多焊道；将部分焊道分别等分成多个段，以每一焊道的中点为分界点，将每一焊道按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊方式进行点焊，点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段；

步骤5. 以步骤4中点焊的每一焊道的中点为分界点，将各焊道分别按分段顺序对中点两侧的各待焊段以对称跳焊方式进行通焊；

步骤6. 将另部分出汽边待焊缝的焊道分别等分成多个段，按分段顺序对每一焊道上的各分段点以多次序的、顺序跳焊方式进行点焊，点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段；

步骤7. 对步骤6中点焊的每一焊道分别按分段顺序对焊道上的各待焊段以多次序的、顺序跳焊方式进行通焊。

作为优选方案，所述进汽边待焊缝的焊接设计为1层1道焊，进汽边待焊缝以定数等分方式划分成20段，以进汽边待焊缝的中点为分界点，中点单侧的进汽边待焊缝的分段顺序及布置位置具体是：

第1段处在单侧进汽边待焊缝的、靠近中点的1/3～2/5处；

第2段处在单侧进汽边待焊缝的、靠近端点的1/3处；

第3段处在第1段与中点之间的中部1/3处；

第4段处在第1段与第2段之间的中部1/3处；

第5段处在第2段与端点之间的、靠近第2段的1/2处；

第6段处在第1段与第4段之间；

第7段处在第3段与中点之间；

第8段处在第2段与第4段之间；

第9段处在第5段与端点之间；

第10段处在第1段与第3段之间。

作为优选方案，所述出汽边待焊缝的焊接设计为1层5道焊；

其中，第1层第1道焊的出汽边待焊缝以定数等分方式划分成20段，以进汽边待焊缝的中点为分界点，第1层第1道焊的中点单侧的出汽边待焊缝的分段顺序及布置位置具体是：

第1段处在单侧出汽边待焊缝的、靠近中点的1/3～2/5处；

第2段处在单侧出汽边待焊缝的、靠近端点的1/3处；

第3段处在第1段与中点之间的中部1/3处；

第4段处在第1段与第2段之间的中部1/3处；

第5段处在第2段与端点之间的、靠近第2段的1/2处；

第6段处在第1段与第4段之间；

第7段处在第3段与中点之间；

第8段处在第2段与第4段之间；

第9段处在第5段与端点之间；

第10段处在第1段与第3段之间；

第1层第2至5道焊的出汽边待焊缝分别以定数等分方式划分成20段，第1层第2至5道焊的出汽边待焊缝分别按叶根端至叶顶端方向的分段顺序及布置位置具体是：

第1段处在出汽边待焊缝的1/6处；

第2段处在出汽边待焊缝的2/6～3/7处；

第3段处在出汽边待焊缝的4/6～5/7处；

第4段处在出汽边待焊缝的5/6处；

第5段处在第1段与端点之间的中部1/3处；

第6段处在第2段与出汽边待焊缝中点之间的中部1/3处；

第7段处在第3段与出汽边待焊缝中点之间的中部1/3处；

第8段处在第4段与端点之间的中部1/3处；

第9段处在第1段与第2段之间的、靠近第1段的1/2处；

第10段处在第3段与第4段之间的、靠近第3段的1/2处；

第11段处在第5段与端点之间；

第12段处在第7段与出汽边待焊缝中点之间；

第13段处在第8段与端点之间；

第14段处在第9段与第2段之间；

第15段处在第6段与出汽边待焊缝中点之间；

第16段处在第10段与第4段之间；

第17段处在第5段与第1段之间；

第18段处在第2段与第6段之间；

第19段处在第7段与第3段之间；

第20段处在第4段与第8段之间。

所述点焊为GTAW焊接方式。进一步的，所述GTAW焊接的工艺参数包括：I=90～120A；U=18～22V；保护气体为99.99%Ar；气体流量为8～15L/min；焊丝为ER309L；焊丝的直径为2.4mm。

所述通焊为FCAW焊接方式。进一步的，所述FCAW焊接的工艺参数包括：I=120～200A；U=20～25V；V=200mm/min；保护气体为80%Ar+20%CO₂；气体流量为15～20L/min；焊丝为E309LT0-4；焊丝的直径为1.2mm。

作为优选方案，所述空气静叶片为核电汽轮机的低压空心静叶片，所述叶片的长度为1800mm、弦宽为430mm，所述叶片的内弧板和背弧板的成型材质为3359PA1、厚度分别为6mm，所述内弧板和背弧板的分别采用热压成型方式制造。

本发明的有益效果是：

1. 本发明专门针对汽轮机空心静叶片的结构特性和技术要求而设计，其以先进汽边、后出汽边的焊接顺序，以及总体上由中部往端部的方向进行两侧对称跳焊的施焊方式，对汽轮机空心静叶片的相应待焊缝合理的实现了交叉堆焊，从而将叶片上的焊接残余应力降低并均布，进而将叶片的焊接变形可靠、有效地控制到最小值（经对HD1160A-118114C、HD1160A-123114C核电汽轮机低压静叶片的焊接试验，总体焊接变形≤2mm），可行性好，可靠性高，实用性强；

2. 本发明对汽轮机空心静叶片相应待焊缝的20段分段及交叉堆焊顺序的设计，依据有限元模拟结合理论计算及实践经验经耦合而得出，它能可靠、有效地提高并保障汽轮机空心静叶片相应待焊缝交叉堆焊的高质量实现，可靠、有效地保证了空心静叶片的焊接质量，使所焊接的空心静叶片满足设计的技术要求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种核电汽轮机的空心静叶片的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明针对图1和图2所示汽轮机空心静叶片的焊接分段及焊接顺序示意图（图中的数字编号仅为分段顺序，不作部件名称编号解释）。

图4为本发明装夹工装的一种结构示意图。

图5为图4中内弧模板的结构示意图。

图6为图4中背弧模板的结构示意图。

图7为图4中背弧出气边锁夹的结构示意图。

图8为图4中底座的结构示意图。

图9是图4中水箱的结构示意图。

图中代号含义：A—内弧板；B—背弧板；C—出汽边焊缝；D—进汽边焊缝；a—进汽边待焊缝第1层第1道焊接分段顺序；b—出汽边待焊缝第1层第1道焊接分段顺序；c—出汽边待焊缝第1层第2、3、4、5道焊接分段顺序；1—内弧模板；2—背弧模板；3—背弧出气边锁夹；4—底座；5—锁合螺杆；6—吊耳；7—水箱；8—固定螺杆；9—配重块；10—铰轴；11、22—减重孔；12—螺杆孔；13—固定座；14—铰轴孔；15—固定螺孔；16—背弧出气边模板；17—压板；18—紧固螺杆；19—垫块；20—出水口；21—变位器。

具体实施方式

本发明为核电汽轮机的空心静叶片的焊接方法。

参见1和图2所示，上述空气静叶片为核电汽轮机的低压空心静叶片，其叶片的长度为1800mm、弦宽为430mm，组成空心静叶片的内弧板A和背弧板B的成型材质为3359PA1，内弧板A和背弧板B的厚度分别为6mm，内弧板A和背弧板B分别采用热压成型方式制造而成，制造成型后组合焊接在一起的内弧板A和背弧板B之间具有进汽边焊缝D和出汽边焊缝C。

参见图3所示，上述空心静叶片的组合焊接方法包括下列工艺步骤：

步骤1. 将组成空心静叶片的内弧板和背弧板在装夹工装上进行装夹，形成进汽边待焊缝和出汽边待焊缝；

步骤2. 进汽边待焊缝的焊接设计为1层1道焊；将进汽边待焊缝以定数等分方式划分成20段，找出进汽边待焊缝的中点，以中点为分界点，将整个进汽边待焊缝划分成两段，即在中点两侧分别形成进汽边待焊缝，中点单侧的进汽边待焊缝（即一个端点至中点之间）的分段顺序及布置位置具体是：

第1段处在单侧进汽边待焊缝的、靠近中点的1/3～2/5处；

第2段处在单侧进汽边待焊缝的、靠近端点的1/3处；

第3段处在第1段与中点之间的中部1/3处；

第4段处在第1段与第2段之间的中部1/3处；

第5段处在第2段与端点之间的、靠近第2段的1/2处；

第6段处在第1段与第4段之间；

第7段处在第3段与中点之间；

第8段处在第2段与第4段之间；

第9段处在第5段与端点之间；

第10段处在第1段与第3段之间；

以进汽边待焊缝的中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的分段点（即相邻等分段之间的交接处）以对称跳焊方式进行点焊，对称跳焊的对称轴线为进汽边待焊缝的中点，即左侧待焊缝上的第1段（即分段编号1）的端点点焊后以中点为对称轴线点焊右侧待焊缝上的第1段（即分段编号2）的端点，左侧待焊缝上的第2段（即分段编号3）的端点点焊后以中点为对称轴线点焊右侧待焊缝上的第2段（即分段编号4）的端点，……以此类推；点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段（即焊前定数等分的段），中点左侧10个节段、右侧10个节段，整个进汽边待焊缝上共20个节段；

上述点焊为GTAW焊接方式，GTAW焊接的工艺参数包括：I=90～120A；U=18～22V；保护气体为99.99%Ar；气体流量为8～15L/min；焊丝为ER309L；焊丝的直径为2.4mm；

步骤3. 以进汽边待焊缝的中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的各待焊段以对称跳焊方式进行通焊，即在中点左侧施焊第1段（分段编号1）后就进行中点右侧对称的第1段（分段编号2）的施焊，中点左侧施焊第2段（分段编号3）后就进行中点右侧对称的第2段（分段编号4）的施焊，中点左侧施焊第3段（分段编号5）后就进行中点右侧对称的第3段（分段编号6）的施焊，……以此类推；在前述对称跳焊中，焊接完的待焊段自然冷却至100℃以下时，对焊接段的端头、以及该当前焊接段与相邻的、之前焊接段之间的接头进行打磨处理；

上述通焊为FCAW焊接方式，FCAW焊接的工艺参数包括：I=120～200A；U=20～25V；V=200mm/min；保护气体为80%Ar+20%CO₂；气体流量为15～20L/min；焊丝为E309LT0-4；焊丝的直径为1.2mm；

步骤4. 出汽边待焊缝的焊接设计为1层5道焊；

其中，将第1层第1道焊的出汽边待焊缝以定数等分方式划分成20段，找出第1层第1道焊的出汽边待焊缝的中点，以该中点为分界点，将第1层第1道焊的出汽边待焊缝划分成两段，即在对应中点两侧分别形成第1层第1道焊的出汽边待焊缝，第1层第1道焊的中点单侧的出汽边待焊缝（即一个端点至中点之间）的分段顺序及布置位置具体是：

第1段处在单侧出汽边待焊缝的、靠近中点的1/3～2/5处；

第2段处在单侧出汽边待焊缝的、靠近端点的1/3处；

第3段处在第1段与中点之间的中部1/3处；

第4段处在第1段与第2段之间的中部1/3处；

第5段处在第2段与端点之间的、靠近第2段的1/2处；

第6段处在第1段与第4段之间；

第7段处在第3段与中点之间；

第8段处在第2段与第4段之间；

第9段处在第5段与端点之间；

第10段处在第1段与第3段之间；

以第1层第1道焊的出汽边待焊缝的中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的分段点（即相邻等分段之间的交接处）以对称跳焊方式进行点焊，对称跳焊的对称轴线为第1层第1道焊出汽边待焊缝的中点，即左侧待焊缝上的第1段（即分段编号1）的端点点焊后以中点为对称轴线点焊右侧待焊缝上的第1段（即分段编号2）的端点，左侧待焊缝上的第2段（即分段编号3）的端点点焊后以中点为对称轴线点焊右侧待焊缝上的第2段（即分段编号4）的端点，……以此类推；点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段（即焊前定数等分的段），中点左侧10个节段、右侧10个节段，第1层第1道焊的整个出汽边待焊缝上共20个节段；

上述点焊为GTAW焊接方式，GTAW焊接的工艺参数包括：I=90～120A；U=18～22V；保护气体为99.99%Ar；气体流量为8～15L/min；焊丝为ER309L；焊丝的直径为2.4mm；

步骤5. 将第1层第1道焊的出汽边待焊缝以其中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的各待焊段以对称跳焊方式进行通焊，即在中点左侧施焊第1段（分段编号1）后就进行中点右侧对称的第1段（分段编号2）的施焊，中点左侧施焊第2段（分段编号3）后就进行中点右侧对称的第2段（分段编号4）的施焊，中点左侧施焊第3段（分段编号5）后就进行中点右侧对称的第3段（分段编号6）的施焊，……以此类推；在前述对称跳焊中，焊接完的待焊段自然冷却至100℃以下时，对焊接段的端头、以及该当前焊接段与相邻的、之前焊接段之间的接头进行打磨处理；

上述通焊为FCAW焊接方式，FCAW焊接的工艺参数包括：I=120～200A；U=20～25V；V=200mm/min；保护气体为80%Ar+20%CO₂；气体流量为15～20L/min；焊丝为E309LT0-4；焊丝的直径为1.2mm；

步骤6. 第1层第2道焊的出汽边待焊缝以定数等分方式划分成20段，第1层第2道焊的出汽边待焊缝按叶根端至叶顶端方向的分段顺序及布置位置具体是：

第1段处在出汽边待焊缝的1/6处；

第2段处在出汽边待焊缝的2/6～3/7处；

第3段处在出汽边待焊缝的4/6～5/7处；

第4段处在出汽边待焊缝的5/6处；

第5段处在第1段与端点之间的中部1/3处；

第6段处在第2段与出汽边待焊缝中点之间的中部1/3处；

第7段处在第3段与出汽边待焊缝中点之间的中部1/3处；

第8段处在第4段与端点之间的中部1/3处；

第9段处在第1段与第2段之间的、靠近第1段的1/2处；

第10段处在第3段与第4段之间的、靠近第3段的1/2处；

第11段处在第5段与端点之间；

第12段处在第7段与出汽边待焊缝中点之间；

第13段处在第8段与端点之间；

第14段处在第9段与第2段之间；

第15段处在第6段与出汽边待焊缝中点之间；

第16段处在第10段与第4段之间；

第17段处在第5段与第1段之间；

第18段处在第2段与第6段之间；

第19段处在第7段与第3段之间；

第20段处在第4段与第8段之间；

按分段顺序对第1层第2道焊的出汽边待焊缝上的各分段点（即相邻等分段之间的交接处）以多次序的、顺序跳焊方式进行点焊，前述多次序指的是将所有分段点的点焊分成多组，每组分段点的点焊以顺序跳焊实现，这几组跳焊需要从叶根端至叶顶端对应的重复多次，顺序跳焊指的是一组分段点的点焊从叶根端至叶顶端的点焊规则；具体的，对第1层第2道焊的出汽边待焊缝上的各分段点按分段顺序进行点焊，即先对第1层第2道焊的出汽边待焊缝上的第1段、第2段、第3段和第4段按顺序跳焊方式进行点焊，再对第1层第2道焊的出汽边待焊缝上的第5段、第6段、第7段和第8段按顺序跳焊方式进行点焊，然后再对第1层第2道焊的出汽边待焊缝上的第9段和第10段按顺序跳焊方式进行点焊，……以此类推；点焊完毕后，第1层第2道焊的整个出汽边待焊缝上的相邻焊点之间形成预设的待焊段（即焊前定数等分的段），共20个节段；

上述点焊为GTAW焊接方式，GTAW焊接的工艺参数包括：I=90～120A；U=18～22V；保护气体为99.99%Ar；气体流量为8～15L/min；焊丝为ER309L；焊丝的直径为2.4mm；

步骤7. 将第1层第2道焊的出汽边待焊缝上的各待焊段，按分段顺序以多次序的、顺序跳焊方式进行通焊，即先对第1层第2道焊的出汽边待焊缝上的第1段、第2段、第3段和第4段按顺序跳焊方式进行通焊，再对第1层第2道焊的出汽边待焊缝上的第5段、第6段、第7段和第8段按顺序跳焊方式进行通焊，然后再对第1层第2道焊的出汽边待焊缝上的第9段和第10段按顺序跳焊方式进行通焊，……以此类推；在前述顺序跳焊中，焊接完的待焊段自然冷却至100℃以下时，对焊接段的端头、以及该当前焊接段与相邻的、之前焊接段之间的接头进行打磨处理；

上述通焊为FCAW焊接方式，FCAW焊接的工艺参数包括：I=120～200A；U=20～25V；V=200mm/min；保护气体为80%Ar+20%CO₂；气体流量为15～20L/min；焊丝为E309LT0-4；焊丝的直径为1.2mm；

出汽边待焊缝的第1层第3道焊、第1层第4道焊和第1层第5道焊的焊接方法分别与第1层第2道焊的焊接方法相同，重复步骤6和7，逐次完成出汽边待焊缝的第1层第3道焊、第1层第4道焊和第1层第5道焊的焊接。

参见图4至图9所示，步骤1中的装夹工装包括内弧模板1、背弧模板2、底座4、背弧出气边锁夹3和水箱7。

其中，内弧模板1为扭曲的条形状结构，内弧模板1长度对应所焊接的空心叶片的高度。内弧模板1的内侧面（通常为底面）具有匹配空心叶片的内弧板型线的工作面（通常为曲面形态），需要说明的是，内弧模板1的工作面是沿着空心叶片的高度方向对应于内弧板的型线。为了便于操作，内弧模板1上设有减重孔11。为了使内弧模板1能够与背弧模板2形成“铡刀”式的组合安装，内弧模板1的一端为铰接端、设有铰接头，在铰接头上设有铰轴孔，该铰轴孔用于穿装铰轴10，内弧模板1的另一端为锁合端、设有锁合结构，在本实施例中，内弧模板1上的锁合结构为螺杆孔12。

背弧模板2为扭曲的条形状结构，背弧模板2长度对应所焊接的空心叶片的高度。背弧模板2的内侧面（通常为顶面）具有匹配空心叶片的背弧板型线的工作面（通常为曲面形态），需要说明的是，背弧模板2的工作面是沿着空心叶片的高度方向对应于背弧板的型线。为了便于操作，背弧模板2上设有减重孔22。为了使背弧模板2能够与内弧模板1形成“铡刀”式的组合安装，背弧模板2的一端为铰接端、设有固定座13，该固定座13为U形结构，固定座13的底部设有固定螺孔15，固定座13的开口设有铰轴孔14，该铰轴孔14用于与内弧模板1上的铰轴孔对应，进而由同一铰轴10将内弧模板1和背弧模板2铰接在一起。背弧模板2的另一端为锁合端、设有锁合结构，在本实施例中，背弧模板2上的锁合结构为螺杆孔，该螺杆孔与内弧模板1上的螺杆孔12相对应。前述背弧模板2的内部设有冷却水槽，且在背弧模板2的工作面上开设有若干个与冷却水槽分别相通的喷水孔，这些喷水孔沿着背弧模板2的工作面对应空心叶片焊缝的轨迹排布，作为优选，背弧模板2的工作面上的喷水孔为两排，它们以Z字形折线的轨迹排布成型；此外，背弧模板2的工作面上开设有多条回水槽（顺着背弧模板2的宽度方向设置），每条回水槽的外端延伸至喷水孔处（可以考虑在喷水孔处设置一条或多条集水槽，由集水槽将多个喷水孔连通，再由回水槽连通集水槽）、内端延伸至背弧模板2的工作面的最低处（即减重孔22处）。

底座4为平板结构。底座4用于固定背弧模板2，在底座4的两端分别设有螺杆孔，在本实施例中，底座4左端处的螺杆孔为两个、对应于背弧模板2上的固定座13上的固定螺孔15，背弧模板2的固定座13通过固定螺杆8固定安装在底座4上。底座4右端处的螺杆孔为一个、对应于内弧模板1和背弧模板2上的螺杆孔，天地向穿装在内弧模板1和背弧模板2上的锁合螺杆5固定在底座4此处的螺杆孔上。在底座4的中部处设有回水孔，流经背弧模板2减重孔22处的冷却水经底座4上的回水孔进入水箱7进行循环。底座4的一侧沿其长度方向设有一排螺孔，此排螺孔需与下述背弧出气边锁夹3的紧固螺杆18对应、匹配。底座4的四角分别设置有起重用的吊耳6。为了有利于焊接操作，要求本发明在作业时实现周向旋转，因而，在安装背弧模板2的底座4上连接有变位器21，在本实施例中，变位器21穿过水箱7安装在底座4上。

背弧出气边锁夹3主要由背弧出气边模板16、压板17和紧固螺杆18组成。背弧出气边模板16为细条状结构，它具有匹配叶片背弧23出气边在高度方向上型线的工作面，为了便于加工成型和安装，背弧出气边模板16主要由多个模段依序衔接组合而成，每个模段匹配于背弧板出气边在高度方向上的一段型线。压板17为多个，在装夹时，要求每个压板17的一端扣压在背弧出气边模板16上、另一端通过对应的紧固螺杆18锁扣在底座4上，因而，优选的，压板17结构为Z字形压板，它的上延伸端扣压背弧出气边模板16、下延伸端设置螺杆孔（用于穿装紧固螺杆18）；多个压板17沿空心叶片的高度方向间隔扣压在背弧出气边模板16上，每个压板17由至少一根紧固螺杆18在底座4上对应紧固，为了保证压板17安装的稳定性，在每个压板17和底座4之间设有垫块19，该垫块19对应在每个压板17的紧固螺杆18处。

水箱7用于盛装冷却水。由于上述变位器21穿过水箱7安装在底座4上，那么变位器21在实现其本身特性的同时充装了水箱7在底座4上的紧固件，当然，也可以根据需要另行设置密封件和紧固件。在前述水箱7的底部设有出水口20，该出水口20通过水管与背弧模板2的冷却水槽相通。为了保证冷却水能够充分的喷射出背弧模板2，在水箱7内部或外部的水管上设有对冷却水加压的水泵。

通过上述结构描述可以清楚的看出，本发明的背弧模板2和内弧模板1的一端铰接在一起、另一端为可拆卸的锁合结构，在本实施例中，该可拆卸的锁合结构为螺杆锁合结构（当然，也可以采用其它锁合结构代替，例如卡扣锁合结构、抱箍锁合结构等等），主要由锁合螺杆5、开设在内弧模板1和背弧模板2上的螺杆孔组成（也可以仅在上方的内弧模板1上设置螺杆孔），锁合螺杆5由上而下穿过内弧模板1和背弧模板2，并在底座4上对应锁合固定。为了方便内弧模板1的抬起，在内弧模板1的铰接端设有配重块9。

以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种汽轮机空心静叶片焊接方法，包括下列工艺步骤：

步骤1. 将组成空心静叶片的内弧板和背弧板在装夹工装上进行装夹，形成进汽边待焊缝和出汽边待焊缝；

步骤2. 将进汽边待焊缝等分成多个段，以进汽边待焊缝的中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊方式进行点焊，点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段；

步骤3. 以进汽边待焊缝的中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的各待焊段以对称跳焊方式进行通焊；

步骤4. 出汽边待焊缝焊接设计为多焊道；将部分焊道分别等分成多个段，以每一焊道的中点为分界点，将每一焊道按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊方式进行点焊，点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段；

步骤5. 以步骤4中点焊的每一焊道的中点为分界点，将各焊道分别按分段顺序对中点两侧的各待焊段以对称跳焊方式进行通焊；

步骤6. 将另部分出汽边待焊缝的焊道分别等分成多个段，以焊道中心为分界点，按分段顺序对每一焊道上的各分段点以多次序的、顺序跳焊方式进行点焊，点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段；

步骤7. 以焊道中心为分界点，对步骤6中点焊的每一焊道分别按分段顺序对焊道上的各待焊段以多次序的、顺序跳焊方式进行通焊。

2.根据权利要求1所述汽轮机空心静叶片焊接方法，其特征在于，所述进汽边待焊缝的焊接设计为1层1道焊，进汽边待焊缝以定数等分方式划分成20段，以进汽边待焊缝的中点为分界点，中点单侧的进汽边待焊缝的分段顺序及布置位置具体是：

第1段处在单侧进汽边待焊缝的、靠近中点的1/3～2/5处；

第2段处在单侧进汽边待焊缝的、靠近端点的1/3处；

第3段处在第1段与中点之间的中部1/3处；

第4段处在第1段与第2段之间的中部1/3处；

第5段处在第2段与端点之间的、靠近第2段的1/2处；

第6段处在第1段与第4段之间；

第7段处在第3段与中点之间；

第8段处在第2段与第4段之间；

第9段处在第5段与端点之间；

第10段处在第1段与第3段之间。

3.根据权利要求1所述汽轮机空心静叶片焊接方法，其特征在于，所述出汽边待焊缝的焊接设计为1层5道焊；

其中，第1层第1道焊的出汽边待焊缝以定数等分方式划分成20段，以进汽边待焊缝的中点为分界点，第1层第1道焊的中点单侧的出汽边待焊缝的分段顺序及布置位置具体是：

第1段处在单侧出汽边待焊缝的、靠近中点的1/3～2/5处；

第2段处在单侧出汽边待焊缝的、靠近端点的1/3处；

第3段处在第1段与中点之间的中部1/3处；

第4段处在第1段与第2段之间的中部1/3处；

第5段处在第2段与端点之间的、靠近第2段的1/2处；

第6段处在第1段与第4段之间；

第7段处在第3段与中点之间；

第8段处在第2段与第4段之间；

第9段处在第5段与端点之间；

第10段处在第1段与第3段之间；

第1层第2至5道焊的出汽边待焊缝分别以定数等分方式划分成20段，第1层第2至5道焊的出汽边待焊缝分别按叶根端至叶顶端方向的分段顺序及布置位置具体是：

第1段处在出汽边待焊缝的1/6处；

第2段处在出汽边待焊缝的2/6～3/7处；

第3段处在出汽边待焊缝的4/6～5/7处；

第4段处在出汽边待焊缝的5/6处；

第5段处在第1段与端点之间的中部1/3处；

第6段处在第2段与出汽边待焊缝中点之间的中部1/3处；

第7段处在第3段与出汽边待焊缝中点之间的中部1/3处；

第8段处在第4段与端点之间的中部1/3处；

第9段处在第1段与第2段之间的、靠近第1段的1/2处；

第10段处在第3段与第4段之间的、靠近第3段的1/2处；

第11段处在第5段与端点之间；

第12段处在第7段与出汽边待焊缝中点之间；

第13段处在第8段与端点之间；

第14段处在第9段与第2段之间；

第15段处在第6段与出汽边待焊缝中点之间；

第16段处在第10段与第4段之间；

第17段处在第5段与第1段之间；

第18段处在第2段与第6段之间；

第19段处在第7段与第3段之间；

第20段处在第4段与第8段之间。

4.根据权利要求1所述汽轮机空心静叶片焊接方法，其特征在于，所述点焊为GTAW焊接方式。

5.根据权利要求4所述汽轮机空心静叶片焊接方法，其特征在于，所述GTAW焊接的工艺参数包括：I=90～120A；U=18～22V；保护气体为99.99%Ar；气体流量为8～15L/min；焊丝为ER309L；焊丝的直径为2.4mm。

6.根据权利要求1所述汽轮机空心静叶片焊接方法，其特征在于，所述通焊为FCAW焊接方式。

7.根据权利要求6所述汽轮机空心静叶片焊接方法，其特征在于，所述FCAW焊接的工艺参数包括：I=120～200A；U=20～25V；V=200mm/min；保护气体为80%Ar+20%CO₂；气体流量为15～20L/min；焊丝为E309LT0-4；焊丝的直径为1.2mm。

8.根据权利要求1所述汽轮机空心静叶片焊接方法，其特征在于，所述空气静叶片为核电汽轮机的低压空心静叶片，所述叶片的长度为1800mm、弦宽为430mm，所述叶片的内弧板和背弧板的成型材质为3359PA1、厚度分别为6mm，所述内弧板和背弧板分别采用热压成型方式制造。