CN108907491A - 一种汽轮机组叶片焊接结构及其加工方法 - Google Patents

一种汽轮机组叶片焊接结构及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种汽轮机组叶片焊接结构及其加工方法，焊接结构包括呈圆周均布设置的叶片和与所述叶片外端连接的围带；所述叶片中的部分叶片具有叶片待焊部，所述围带具有与所述叶片待焊部相适配的围带缺口，所述叶片待焊部连接柳钉头，所述柳钉头焊接连接围带待焊部，所述围带待焊部的两端焊接连接所述围带缺口。加工方法包括：所述焊接结构焊接前处理、焊接处理和焊接后处理；焊接处理主要过程是先焊接所述柳钉头与所述围带孔再焊接所述围带待焊部与所述围带缺口之间的v型坡口；焊接后处理包括退火处理和质量检测。本发明的焊接结构简单，防止焊接变形，焊接时间短，所需费用少；防止所述叶片或者所述围带焊接部氧化。

Description

一种汽轮机组叶片焊接结构及其加工方法
技术领域
本发明涉及汽轮机组领域，特别是指一种汽轮机组叶片焊接结构及其加工方法。
背景技术
目前，电厂汽轮机组在大修期间解体常会出现叶片围带断裂脱落的现象，现有的解决方法是重新更换或重新定制叶片和围带，重新更换需要送往厂家进行更换，更换周期长，费用高；重新定制叶片和围带的生产周期需要3个月以上，定制时间周期长，定制费用高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽轮机组叶片焊接结构及其加工方法，用于解决现有技术中更换叶片和围带时间周期长、费用高等问题。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种汽轮机组叶片焊接结构，包括呈圆周均布设置的叶片和与所述叶片外端连接的围带；所述叶片中的部分叶片具有叶片待焊部，所述围带具有与所述叶片待焊部相适配的围带缺口，所述叶片待焊部连接柳钉头，所述柳钉头焊接连接围带待焊部，所述围带待焊部的两端焊接连接所述围带缺口。
其中，所述围带待焊部具有与所述柳钉头相适配的围带孔，所述围带孔与所述柳钉头焊接连接。
其中，所述围带待焊部的两端与所述围带缺口之间具有v型坡口。
其中，所述柳钉头上连接所述围带待焊部的一端具有30°-60°的倒角，所述倒角的轴向宽度为2-4mm。
其中，所述围带孔与所述柳钉头之间具有焊接连接区，所述焊接连接区靠近所述叶片待焊部的一端与所述叶片待焊部之间的距离大于5mm。
一种汽轮机组叶片焊接结构的加工方法，包括：
所述焊接结构焊接前处理；根据所述叶片和所述围带的实际尺寸调整所述围带孔；
焊接处理；通过焊接所述柳钉头与所述围带孔得以焊接连接所述叶片待焊部和所述围带待焊部，通过焊接所述围带待焊部与所述围带缺口之间的v型坡口得以焊接连接所述围带待焊部和所述围带；
所述焊接结构焊接后处理；对焊接处理后的所述焊接结构进行退火处理，并对退火处理后的焊接结构进行质量检测。
其中，所述焊接处理还包括焊接前焊丝表面清理和焊接前所述叶片与所述围带局部预热。
其中，所述焊接处理中焊接所述柳钉头与所述围带孔时所获得的焊接区域与所述叶片待焊部端部之间的距离大于5mm，且采用耐火绝缘材料保护所述叶片。
其中，所述焊接处理中焊接所述坡口时采用两层焊接，第一层焊接焊透所述坡口，第二次焊接的焊缝加强面不大于1mm。
其中，所述质量检查包括宏观检测、无损检测和硬度检测，所述宏观检测为检测咬边缺陷，所述无损检测是采用100％PT渗透检测线性缺陷。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，本发明的汽轮机组叶片焊接结构及其加工方法简单，防止焊接变形，焊接时间短，所需费用少；防止所述叶片或者所述围带焊接部氧化。
附图说明
图1为本发明的汽轮机组叶片焊接结构的结构示意图；
图2为本发明的叶片的局部视图；
图3为本发明的围带的汽轮机组叶片焊接结构示意图。
附图标记：
1、叶片；2、围带；3、叶片待焊部；4、围带缺口；5、柳钉头；6、围带待焊部。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的更换叶片和围带时间周期长、费用高问题，提供一种汽轮机组叶片焊接结构及其加工方法。
如图1-3所示的，本发明实施例提供了一种汽轮机组叶片焊接结构，包括呈圆周均布设置的叶片1和与所述叶片1外端连接的围带2；所述叶片1中的部分叶片具有叶片待焊部3，所述围带2具有与所述叶片待焊部3相适配的围带缺口4，所述叶片待焊部3连接柳钉头5，所述柳钉头5焊接连接围带待焊部6，所述围带待焊部6的两端焊接连接所述围带缺口4。
其中，所述围带待焊部6具有与所述柳钉头5相适配的围带孔，所述围带孔与所述柳钉头5焊接连接。
其中，所述围带待焊部6的两端与所述围带缺口4之间具有v型坡口。
其中，所述柳钉头5上连接所述围带待焊部6的一端具有30°-60°的倒角，所述倒角优选45°，所述倒角的轴向宽度为2-4mm，优选3mm。所述叶片待焊部6上连接所述柳钉头5的一端具有30°-60°的倒角，所述倒角优选45°，所述倒角的轴向宽度为2-4mm，优选3mm。
其中，所述围带孔7与所述柳钉头5之间具有焊接连接区，所述焊接连接区靠近所述叶片待焊部3的一端与所述叶片待焊部3之间的距离大于5mm。防止所述叶片1烧穿并用耐火绝缘材料做好周围所述叶片1的保护。
如图1-3所示的，本发明实施例提供了一种汽轮机组叶片焊接结构的加工方法，包括：
所述焊接结构焊接前处理；根据所述叶片1和所述围带2的实际尺寸调整所述围带孔；
焊接处理；通过焊接所述柳钉头5与所述围带孔得以焊接连接所述叶片待焊部3和所述围带待焊部6，通过焊接所述围带待焊部6与所述围带缺口4之间的v型坡口得以焊接连接所述围带待焊部6和所述围带2。
所述焊接结构焊接后处理；对焊接处理后的所述焊接结构进行退火处理，并对退火处理后的焊接结构进行质量检测。
本发明的汽轮机组叶片焊接结构在焊接前需要除残留的断裂围带，用打光刀和砂纸打磨去除所述铆钉头5及其附近所述叶片1和所述围带2附近25mm范围内的锈蚀，露出金属光泽；对所述铆钉头5及附近所述叶片1和所述围带2进行PT(渗透)检查，确认无线性指示存在；所述铆钉头5端部及相应所述叶片待焊部处作倒角2～3mm×45度；所述围带焊接部6和所述围带缺口4处开成V型坡口；用酒精或丙酮将所述围带2与所述叶片1清洗干净。
本发明的焊接结构焊接前处理过程中，根据所述叶片1和所述围带2的实际尺寸调整所述围带孔，打磨修正所述围带孔，并不时进行试装，随时调整需要修整的部位，使得所述围带待焊部6能够完全符合叶片的现场装配需要。
其中，所述焊接处理中焊接所述坡口时采用两层焊接，第一层焊接焊透所述坡口，第二次焊接的焊缝加强面不大于1mm。
在焊接处理过程中，焊满所述铆钉头5与所述坡口并留有修整余量，所述叶片1转在平焊位置下施焊，焊接引弧应在专用的引弧板上试焊，待电弧稳定后再引向所述叶片1坡口内。焊缝坡口在施焊时，第一层以确保底部焊透为目的。第二层以焊缝成型防止咬边为目的，焊缝加强面不大于1mm为宜，在焊缝清理过程中焊缝温度降低，在限止温度以下时需重新加温至150～200℃。
其中，所述焊接处理还包括焊接前焊丝表面清理和焊接前所述叶片1与所述围带2局部预热。
本发明的所述叶片1与所述围带2局部预热是采用氧、乙炔局部预热150～200℃，预热时温度上升要较缓慢，预热范围在焊缝二侧50～100mm左右，温度控制可用红外测温仪。
其中，所述焊接处理中焊接所述柳钉头5与所述围带孔时所获得的焊接区域与所述叶片待焊部3端部之间的距离大于5mm，且采用耐火绝缘材料保护所述叶片。
其中，所述质量检查包括宏观检测、无损检测和硬度检测，所述宏观检测为检测咬边缺陷，所述无损检测是采用100％PT渗透检测线性缺陷。焊接过程中尽量采用小规范焊接，以减少焊接变形。至少焊接两层，层间清理并自检验焊缝质量。确保无咬边、错口、裂纹、未熔合、气孔、夹渣等缺陷。
本发明的焊接结构在焊接连接后，所述叶片1和所述围带2冷却至100～150℃左右时即进行回火处理，回火温度为650℃～680℃，加热范围在焊缝二侧50～100mm，温度上升要缓慢均匀，加热方法用氧乙炔，焊炬回火，用红外测温仪控制，温度达到要求后恒温5～10分钟，用超细棉保温缓慢冷却。焊后宏观检查不得有咬边等缺陷。焊接完毕100％PT(渗透)检查无线性缺陷。焊缝及热影响区硬度不得超过HB270。
本发明的汽轮机组叶片焊接结构的加工过程中要保证现场外界无干扰因素，如穿堂风等。焊接层间温度：钨极氩弧焊层间温度不得高于160℃；
本发明的汽轮机组叶片焊接结构使用的焊接设备为Zx7-400逆变弧焊机正接。电流I＝50～70A，氩气流量8～10L/min；背面保护氩气流量5～8L/min；氩气纯度：≮99.95％焊接围带待焊部6时做好保护气室。
上述方案中，本发明的汽轮机组叶片焊接结构简单，防止焊接变形，焊接时间短，所需费用少；防止所述叶片1或者所述围带焊接部6氧化。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。固定连接可以为焊接、螺纹连接和加紧等常见技术方案。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽轮机组叶片焊接结构，包括呈圆周均布设置的叶片和与所述叶片外端连接的围带；其特征在于，所述叶片中的部分叶片具有叶片待焊部，所述围带具有与所述叶片待焊部相适配的围带缺口，所述叶片待焊部连接柳钉头，所述柳钉头焊接连接围带待焊部，所述围带待焊部的两端焊接连接所述围带缺口。
2.如权利要求1所述的汽轮机组叶片焊接结构，其特征在于，所述围带待焊部具有与所述柳钉头相适配的围带孔，所述围带孔与所述柳钉头焊接连接。
3.如权利要求1所述的汽轮机组叶片焊接结构，其特征在于，所述围带待焊部的两端与所述围带缺口之间具有v型坡口。
4.如权利要求1所述的汽轮机组叶片焊接结构，其特征在于，所述柳钉头上连接所述围带待焊部的一端具有30°-60°的倒角，所述倒角的轴向宽度为2-4mm。
5.如权利要求2所述的汽轮机组叶片焊接结构，其特征在于，所述围带孔与所述柳钉头之间具有焊接连接区，所述焊接连接区靠近所述叶片待焊部的一端与所述叶片待焊部之间的距离大于5mm。
6.一种用于制造权利要求1-5任意一项所述的汽轮机组叶片焊接结构的加工方法，其特征在于，包括：
所述焊接结构焊接前处理；根据所述叶片和所述围带的实际尺寸调整所述围带孔；
焊接处理；通过焊接所述柳钉头与所述围带孔得以焊接连接所述叶片待焊部和所述围带待焊部，通过焊接所述围带待焊部与所述围带缺口之间的v型坡口得以焊接连接所述围带待焊部和所述围带；
所述焊接结构焊接后处理；对焊接处理后的所述焊接结构进行退火处理，并对退火处理后的焊接结构进行质量检测。
7.如权利要求6所述的汽轮机组叶片焊接结构的加工方法，其特征在于，所述焊接处理还包括焊接前焊丝表面清理和焊接前所述叶片与所述围带局部预热。
8.如权利要求6所述的汽轮机组叶片焊接结构的加工方法，其特征在于，所述焊接处理中焊接所述柳钉头与所述围带孔时所获得的焊接区域与所述叶片待焊部端部之间的距离大于5mm，且采用耐火绝缘材料保护所述叶片。
9.如权利要求6所述的汽轮机组叶片焊接结构的加工方法，其特征在于，所述焊接处理中焊接所述坡口时采用两层焊接，第一层焊接焊透所述坡口，第二次焊接的焊缝加强面不大于1mm。
10.如权利要求6所述的汽轮机组叶片焊接结构的加工方法，其特征在于，所述质量检查包括宏观检测、无损检测和硬度检测，所述宏观检测为检测咬边缺陷，所述无损检测是采用100％PT渗透检测线性缺陷。
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