CN107470833B - 一种燃气轮机排气扩散器焊接工装 - Google Patents

一种燃气轮机排气扩散器焊接工装 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，包括工装底座，工装底座包括第一圆形底板，第一圆形底板上表面设置对内法兰和外法兰起定位作用的第一定位装置和第二定位装置。优选的方案，包括多个设有螺栓孔的第一压板和第二压板，第一圆形底板上设有分别用于压紧第一压板和第二压板的第一螺栓孔和第二螺栓孔，第一压板和第二压板通过螺栓将内法兰和外法兰压在第一圆形底板上表面。通过第一定位装置和第二定位装置使内、外法兰同心放置，保证内筒、外筒分别与内法兰和外法兰的焊接装配精度。优选的方案，通过第一压板和第二压板将内法兰和外法兰压在第一圆形底板上表面，防止焊接的过程中引起内法兰和外法兰的变形，保证内法兰和外法兰的平面度。

Description

一种燃气轮机排气扩散器焊接工装
技术领域
本发明涉及焊接工装，特别涉及一种燃气轮机排气扩散器焊接工装。
背景技术
燃气轮机排气扩散器是燃气轮机的重要组成部分,如附图8中，燃气轮机排气扩散器主要由内法兰、外法兰、内筒体、外筒体、导流环、长筋板、短筋板、顶部法兰组焊而成。上下导流环以及内外法兰分别与内外筒大小口对接，长筋板穿过各层导流环，每层导流环悬空通过长短筋板连接。内外法兰、导流环、顶部法兰要求同心，同心度及装配尺寸要求非常高，且大部分零件均为不锈钢薄板，焊接容易产生变形，不设计专用焊接工装，无法保证燃气轮机排气扩散器同心度及装配尺寸要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，通过此工装保证内外法兰、导流环和顶部法兰同心度、平面度及装配尺寸要求，同时减小焊接变形。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是: 一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，包括工装底座，所述工装底座包括第一圆形底板，第一圆形底板上表面设置对内法兰和外法兰起定位作用的第一定位装置和第二定位装置。
优选的方案中，包括多个设有螺栓孔的第一压板和第二压板，第一圆形底板上设有分别用于压紧第一压板和第二压板的第一螺栓孔和第二螺栓孔，第一压板和第二压板通过螺栓将内法兰和外法兰压在第一圆形底板上表面。
优选的方案中，所述第一定位装置和第二定位装置为同心的环形槽或环形凸起。
优选的方案中，包括安装在工装底座上的多个导流环定位板，多个导流环定位板内侧与第一圆形底板的圆心的距离相同，导流环定位板上设置多层阶梯，阶梯的数量与导流环的数量相同，每一层阶梯的转角处至第一圆形底板的圆心的水平距离等于所对应导流环底部的半径尺寸。
进一步的方案中，所述工装底座上设置有定位线，导流环定位板按照定位线点焊在第一圆形底板上。
进一步的方案中，所述导流环定位板底部设置连接片，第一圆形底板设有对应连接片的第三螺栓孔，连接片通过螺栓连接在第一圆形底板上。
进一步的方案中，所述导流环定位板沿第一圆形底板的中心线对称分布。
优选的方案中，包括顶部工装和设有螺栓孔的第三压板，所述顶部工装包括上环形板和下环形板，上环形板和下环形板之间通过多个筋板连接，上环形板设有对顶部法兰其定位作用的第三定位装置，所述第三定位装置为环形槽或环形凸起，上环形板上设有与第三压板对应的第五螺栓孔，第三压板通过螺栓将顶部法兰压在第三压板和上环形板之间，下环形板和第一圆形底板分别设有对应的第六螺栓孔和第四螺栓孔，下环形板和第一圆形底板通过螺栓相连接。
优选的方案中，所述工装底座还包括第二圆形底板，第一圆形底板和第二圆形底板之间通过连接筋板连接。
进一步的方案中，所述第一圆形底板和第二圆形底板的中心设置连通的通孔。
本发明提供的一种燃气轮机排气扩散器焊接工装,通过第一定位装置和第二定位装置使内、外法兰同心放置，保证内筒、外筒分别与内法兰和外法兰的焊接装配精度。优选的方案中，通过第一压板和第二压板将内法兰和外法兰压在第一圆形底板上表面，防止焊接的过程中引起内法兰和外法兰的变形，保证内法兰和外法兰的平面度。设置的导流环定位板，保证多层导流环同心装配。设置的顶部工装，保证顶部法兰和其他部件同心焊接装配，设置的第三压板，防止焊接过程中焊接变形，保证顶部法兰的平面度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的工装底座的俯视图。
图3为图2沿A-A的剖视图。
图4为本发明的顶部工装的俯视图。
图5为图4沿B-B的剖视图。
图6为本发明的导流环的组焊示意图。
图7本第一压板或第二压板或第三压板的结构示意图。
图8为燃气轮机排气扩散器的结构示意图。
图中：工装底座1，第一压板2，第二压板3，导流环定位板4，顶部工装5，第三压板6，内法兰7，外法兰8，导流环9，顶部法兰10，内筒体11，外筒体12，长筋板13，短筋板14，第一圆形底板101，第二圆形底板102，连接筋板103，第一定位装置104，第二定位装置105，第一螺栓孔106，第二螺栓孔107，第三螺栓孔108，第四螺栓孔109，定位线110，通孔111，阶梯401，转角402，连接片403，上环形板501，下环形板502，筋板503，第三定位装置504，第五螺栓孔505，第六螺栓孔506。
具体实施方式
以用在NOVA L16型燃气轮机上的Jupiter扩散器的焊接装配为例进行说明，如图8中，丘比特扩散器主要由内法兰7、外法兰8、内筒体11、外筒体12、五层导流环9、十八个长筋板13、三十六个短筋板14、顶部法兰等零件组焊而成。内法兰7和外法兰8及上下导流环9分别与内筒体11和外筒体12的大小口对接，不允许错边，十八个长筋板13沿周向等分穿过五层导流环9，在第一层和第二层、第三层和第四层导流环9之间均布短筋板14。
如图2~3中，一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，包括工装底座1、多个设有螺栓孔的第一压板2和第二压板3，所述工装底座1包括第一圆形底板101，第一圆形底板101上表面设置对内法兰7和外法兰8起定位作用的第一定位装置104和第二定位装置105。第一定位装置104和第二定位装置105为深度为2mm的同心的环形槽，第一定位装置104的宽度为38mm，第二定位装置105的宽度为44mm，将内法兰7和外法兰8分别放置在第第一定位装置104和第二定位装置105内。
作为替代方案，第一定位装置104和第二定位装置105为同心的环形凸起，通过环形凸起限制内法兰7和外法兰8的位置。
如图1和图7中，所述第一圆形底板101上设有分别对应第一压板2和第二压板3的第一螺栓孔106和第二螺栓孔107，第一压板2和第二压板3通过螺栓将内法兰7和外法兰8压在第一圆形底板101上表面。
第一螺栓孔106和第二螺栓孔107的数量为多个，分别均匀的分布在两个与第一圆形底板101同心的分布圆上。第一螺栓孔106和第二螺栓孔107分别为六个M16的螺栓孔，用于第一压板2和第二压板3的压紧。第一圆形底板101上设置连接顶部工装5的第四螺栓孔109。
如图4~5中，顶部工装5包括上环形板501和下环形板502，上环形板501和下环形板502之间通过多个筋板503连接，上环形板501设有对顶部法兰10其定位作用的第三定位装置504，所述第三定位装置504为环形槽或环形凸起，可以与第一定位装置104或第二定位装置105的结构相同，上环形板501上设有与第三压板6对应的第五螺栓孔505，第三压板6通过螺栓将顶部法兰10压在第三压板6和上环形板501之间，下环形板502和第一圆形底板101分别设有对应的第六螺栓孔506和第四螺栓孔109，下环形板502和第一圆形底板101通过螺栓相连接。
安装在工装底座1上的导流环定位板4的数量为六个，沿第一圆形底板101的中心线对称分布，导流环定位板4内侧与第一圆形底板101的圆心的距离相同，导流环定位板4上设置多层阶梯401，阶梯401的数量为五个，每一层阶梯401的转角402处至第一圆形底板101的圆心的水平距离等于所对应导流环9底部的半径尺寸。
所述导流环定位板4底部设置连接片403，第一圆形底板101设有对应连接片403的第三螺栓孔108，连接片403通过螺栓连接在第一圆形底板101上。
作为替代方案，工装底座1上设置有定位线110，导流环定位板4按照定位线110点焊在第一圆形底板101上。
如图6中，先将导流环定位板4固定在工装底座1上，组装各层导流环9及长筋板13和短筋板14，点焊固定后将导流环9以及长筋板13和短筋板14整体取下，撤去导流环定位板4；在工装底座1的第一定位装置104和第二定位装置105所对应的同心环形槽中安装内法兰7和外法兰8，通过第一压板2和第二压板3压紧；如图1中，将内筒体11、外筒体12分别与内法兰7和外法兰8焊接，将导流环9与长筋板13和短筋板14的焊接组件整体焊接在内筒体11和外筒体12上端；将顶部工装5安装在工装底座1上，通过第三压板6将顶部法兰10压紧，进行整体焊接。
作为优选的方案，所述工装底座1还包括第二圆形底板102，第一圆形底板101和第二圆形底板102之间通过连接筋板103连接。所述第一圆形底板101和第二圆形底板102的中心设置连通的通孔111。具体焊接时，通过通孔111将整个焊接工装套在横向放置的圆柱上进行焊接，转动整个焊接工装，改变焊接方位，更有利于施焊。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，其特征在于：包括工装底座（1），所述工装底座（1）包括第一圆形底板（101），第一圆形底板（101）上表面设置对内法兰（7）和外法兰（8）起定位作用的第一定位装置（104）和第二定位装置（105），所述第一定位装置（104）和第二定位装置（105）为同心的环形槽或环形凸起；包括安装在工装底座（1）上的多个导流环定位板（4），多个导流环定位板（4）内侧与第一圆形底板（101）的圆心的距离相同，导流环定位板（4）上设置多层阶梯（401），阶梯（401）的数量与导流环（9）的数量相同，每一层阶梯（401）的转角（402）处至第一圆形底板（101）的圆心的水平距离等于所对应导流环（9）底部的半径尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，其特征在于：包括多个设有螺栓孔的第一压板（2）和第二压板（3），第一圆形底板（101）上设有分别用于压紧第一压板（2）和第二压板（3）的第一螺栓孔（106）和第二螺栓孔（107），第一压板（2）和第二压板（3）通过螺栓将内法兰（7）和外法兰（8）压在第一圆形底板（101）上表面。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，其特征在于：所述工装底座（1）上设置有定位线（110），导流环定位板（4）按照定位线（110）点焊在第一圆形底板（101）上。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，其特征在于：所述导流环定位板（4）底部设置连接片（403），第一圆形底板（101）设有对应连接片（403）的第三螺栓孔（108），连接片（403）通过螺栓连接在第一圆形底板（101）上。
5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，其特征在于：所述导流环定位板（4）沿第一圆形底板（101）的中心线对称分布。
6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，其特征在于：包括顶部工装（5）和设有螺栓孔的第三压板（6），所述顶部工装（5）包括上环形板（501）和下环形板（502），上环形板（501）和下环形板（502）之间通过多个筋板（503）连接，上环形板（501）设有对顶部法兰（10）其定位作用的第三定位装置（504），所述第三定位装置（504）为环形槽或环形凸起，上环形板（501）上设有与第三压板（6）对应的第五螺栓孔（505），第三压板（6）通过螺栓将顶部法兰（10）压在第三压板（6）和上环形板（501）之间，下环形板（502）和第一圆形底板（101）分别设有对应的第六螺栓孔（506）和第四螺栓孔（109），下环形板（502）和第一圆形底板（101）通过螺栓相连接。
7.根据权利要求1所述的一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，其特征在于：所述工装底座（1）还包括第二圆形底板（102），第一圆形底板（101）和第二圆形底板（102）之间通过连接筋板（103）连接。
8.根据权利要求7所述的一种燃气轮机排气扩散器焊接工装，其特征在于：所述第一圆形底板（101）和第二圆形底板（102）的中心设置连通的通孔（111）。
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