CN112935486B - 一种汽轮机z型膨胀槽隔板的mig焊焊接方法 - Google Patents

一种汽轮机z型膨胀槽隔板的mig焊焊接方法 Download PDF

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Abstract

一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法，它涉及汽轮机制造技术领域。本发明为解决现有的Z型膨胀槽结构隔板对电子束焊设备的过度依赖，同时克服隔板整圈焊后再进行隔板膨胀缝加工工作难度大、成本高的问题。方法包括：隔板膨胀槽铣削加工；隔板拂配；隔板装配；隔板内外圆焊接坡口加工；隔板内圆侧导叶片装配；隔板内圆侧焊接坡口加工；隔板盖板拆解；镗导叶片坡口斜面；隔板重新装配；隔板导叶片点焊；隔板焊接；隔板热处理；隔板精加工。本发明用于汽轮机Z型膨胀槽结构隔板的MIG焊接、加工制造。

Description

一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法
技术领域
本发明涉及汽轮机制造技术领域，具体涉及一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法。
背景技术
Z型结合面的整圈带冠隔板设计采用真空电子束焊设备进行焊接，且焊缝布置在隔板导叶片的上下端面上。以往采用电子束焊设备焊接Z型隔板时要求，隔板精加后再采用电火花加工方式将所有膨胀槽部位的Z型结合面分开，由于隔板整圈焊后膨胀缝分离工作需要使用专用设备进行加工，因此，存在生产成本较高的缺点。为了提高隔板装焊速度，克服Z型结构隔板对电子束焊设备的过度依赖，同时解决隔板整圈焊后膨胀缝分离困难的难题，亟需一种新的隔板整圈焊接方法来克服以上缺点。
发明内容
本发明为解决现有的Z型膨胀槽结构隔板对电子束焊设备的过度依赖，同时克服隔板整圈焊后再进行隔板膨胀缝加工工作难度大、成本高的问题，进而提出一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法包括如下步骤：
步骤一：隔板膨胀槽铣削加工：在隔板导叶片单件加工时，对隔板精加工图上的所有膨胀槽位置的膨胀缝，在相应位置上的单只导叶片上铣削加工完成；
步骤二：隔板拂配：隔板导叶片按序号在工装底盘上摆好，并在膨胀槽位置塞入塞片，检查隔板各尺寸符合要求；
步骤三：隔板装配：首先将隔板水平中分面上的每个膨胀槽位置的相邻两只导叶片及所有膨胀槽位置的塞片从隔板上取下，然后将剩余导叶片依次靠紧，并利用工装盖板将导叶片下端面固定到工装底盘上；
步骤四：隔板外圆侧焊接坡口加工：采用车床车削隔板外圆侧焊接坡口；
步骤五：隔板内圆侧导叶片装配：待隔板外圆侧焊接坡口加工完成后，取下隔板工装盖板，再将隔板内圆侧所有膨胀槽位置的相邻两只导叶片全部从工装底盘上取下，然后再将剩余导叶片依次靠紧，并利用工装盖板将导叶片固定到工装底盘上；
步骤六：隔板内圆侧焊接坡口加工：采用车床车削隔板内圆侧焊接坡口；
步骤七：隔板盖板拆解：待隔板内圆侧焊接坡口加工完成后，拆下隔板工装盖板；
步骤八：镗导叶片坡口斜面：对未加工焊接坡口的所有膨胀槽部位的导叶片用镗床加工出焊接坡口斜面；
步骤九：隔板重新装配：隔板导叶片按序号重新摆好，并在膨胀槽位置塞入塞片，并用工装盖板夹紧、压牢；
步骤十：隔板导叶片点焊：在隔板导叶片内外圆相邻结合面上采用点焊方式进行整圈固定；
步骤十一：隔板焊接：采用手工半自动MIG焊方式，分区域施焊来完成整副隔板内外圆坡口的焊接；
步骤十二：隔板热处理：隔板焊后从工装底盘上拆下，入电炉进行整体焊后去应力热处理；
步骤十三：隔板精加工：按图纸尺寸对隔板进行精加工，在精加工过程中隔板上的所有膨胀缝会分开，从而完成整圈隔板的自然分离工作。
本发明与现有技术相比包含的有益效果是：
1、本发明将原来在导叶片上下端面进行整圈焊接的电子束焊隔板，改为在隔板内外圆上加工出相应的断续焊接坡口，并采用分区域焊接的方式来完成整圈隔板的焊接工作。通过一种全新的电子束结构隔板的手工MIG焊替代方案，解决了Z型隔板对电子束焊设备的过度依赖问题。
2、MIG焊隔板焊后不存在椭圆现象，为此，不像电子束焊隔板那样容易产生焊接变形时需要反复进行隔板校圆的工作。
3、MIG焊隔板焊后直径收缩量远小于电子束焊隔板。
4、新的隔板装焊方案杜绝了隔板整圈焊后再加工膨胀缝的难题，缩短了制造周期，大大降低了制造费用。
附图说明
图1是本发明中隔板导叶片的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的左视图；
图4是本发明中隔板精加工的主视图；
图5是图4中的A向膨胀缝视图；
图6是图4中的B向膨胀缝视图；
图7是图4中的C向膨胀缝视图；
图8是图4中的D向膨胀缝视图；
图9是本发明中隔板导叶片焊接坡口加工后的主视图；
其中1为隔板导叶片精加工后的轮廓线，2为导叶片外圆侧焊接坡口，3为导叶片内圆侧焊接坡口。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法包括如下步骤：
步骤一：隔板膨胀槽铣削加工：在隔板导叶片单件加工时，对隔板精加工图上的所有膨胀槽位置的膨胀缝，在相应位置上的单只导叶片上铣削加工完成；
步骤二：隔板拂配：隔板导叶片按序号在工装底盘上摆好，并在膨胀槽位置塞入塞片，检查隔板各尺寸符合要求；
步骤三：隔板装配：首先将隔板水平中分面上的每个膨胀槽位置的相邻两只导叶片及所有膨胀槽位置的塞片从隔板上取下，然后将剩余导叶片依次靠紧，并利用工装盖板将导叶片下端面固定到工装底盘上；
步骤四：隔板外圆侧焊接坡口加工：采用车床车削隔板外圆侧焊接坡口；
步骤五：隔板内圆侧导叶片装配：待隔板外圆侧焊接坡口加工完成后，取下隔板工装盖板，再将隔板内圆侧所有膨胀槽位置的相邻两只导叶片全部从工装底盘上取下，然后再将剩余导叶片依次靠紧，并利用工装盖板将导叶片固定到工装底盘上；
步骤六：隔板内圆侧焊接坡口加工：采用车床车削隔板内圆侧焊接坡口；
步骤七：隔板盖板拆解：待隔板内圆侧焊接坡口加工完成后，拆下隔板工装盖板；
步骤八：镗导叶片坡口斜面：对未加工焊接坡口的所有膨胀槽部位的导叶片用镗床加工出焊接坡口斜面；
步骤九：隔板重新装配：隔板导叶片按序号重新摆好，并在膨胀槽位置塞入塞片，并用工装盖板夹紧、压牢；
步骤十：隔板导叶片点焊：在隔板导叶片内外圆相邻结合面上采用点焊方式进行整圈固定；
步骤十一：隔板焊接：采用手工半自动MIG焊方式，分区域施焊来完成整副隔板内外圆坡口的焊接；
步骤十二：隔板热处理：隔板焊后从工装底盘上拆下，入电炉进行整体焊后去应力热处理；
步骤十三：隔板精加工：按图纸尺寸对隔板进行精加工，在精加工过程中隔板上的所有膨胀缝会分开，从而完成整圈隔板的自然分离工作。
本实施方式中，步骤一中，以往在隔板精加工后再进行膨胀缝加工的工序提前在导叶片单件加工时完成；步骤八中，为便于焊接时电弧的引入和引出，需对未加工焊接坡口的所有膨胀槽部位的导叶片用镗床加工出带斜面的焊接坡口；步骤十中，为避免在隔板内外圆焊接坡口填充焊接时，隔板汽道面产生错牙现象，需要在隔板焊接前在导叶片内外圆相邻结合面上采用焊接方式进行整圈点焊固定；步骤十一中，由于隔板内外圆上的焊接坡口为不连续焊缝，无法采用自动焊进行连续焊接，需要采用手工半自动MIG焊，分区域施焊来完成整副隔板的焊接工作。
具体实施方式二：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述步骤二中，隔板导叶片在工装底盘上拂配时，控制隔板焊前节圆直径比图纸理论值大0～1mm。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述步骤三中，剩余导叶片依次靠紧后，在首末两只导叶片的端部点焊定位顶块，顶紧导叶片，然后再利用工装盖板将导叶片下端面固定到工装底盘上，对隔板进行夹紧、固定。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述步骤五中，剩余导叶片依次靠紧后，在首末两只导叶片的端部点焊定位顶块，顶紧导叶片，然后再利用工装盖板将导叶片下端面固定到工装底盘上，对隔板进行夹紧、固定。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述工装底盘的上端面上设有定位凸台，定位凸台与导叶片上的定位凹槽相配合，对隔板径向变形进行定位。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述利用工装盖板将导叶片固定到工装底盘上时，工装盖板盖在导叶片的上端面，然后用多个压板压紧工装盖板，并通过紧固螺栓将压板紧固。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一、三或四相同。
具体实施方式七：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述压板的连接端通过连接螺栓固接在工作台上，压板的中部设有腰形通孔，紧固螺栓穿过腰形通孔，且末端旋装在工作台上，压板的压紧端设置在工装盖板的上端面上。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述工装底盘和工装盖板均为圆环盘状，安装时工装底盘、工装盖板和隔板同轴设置。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一、三、四或五相同。
具体实施方式九：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述隔板膨胀缝的宽度为1.5mm～2mm。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此，应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (7)

1.一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤一：隔板膨胀槽铣削加工：在隔板导叶片单件加工时，对隔板精加工图上的所有膨胀槽位置的膨胀缝，在相应位置上的单只导叶片上铣削加工完成；
步骤二：隔板拂配：隔板导叶片按序号在工装底盘上摆好，并在膨胀槽位置塞入塞片，检查隔板各尺寸符合要求；
步骤三：隔板装配：首先将隔板水平中分面上的每个膨胀槽位置的相邻两只导叶片及所有膨胀槽位置的塞片从隔板上取下，然后将剩余导叶片依次靠紧，并利用工装盖板将导叶片下端面固定到工装底盘上；
步骤四：隔板外圆侧焊接坡口加工：采用车床车削隔板外圆侧焊接坡口；
步骤五：隔板内圆侧导叶片装配：待隔板外圆侧焊接坡口加工完成后，取下隔板工装盖板，再将隔板内圆侧所有膨胀槽位置的相邻两只导叶片全部从工装底盘上取下，然后再将剩余导叶片依次靠紧，并利用工装盖板将导叶片固定到工装底盘上；
步骤六：隔板内圆侧焊接坡口加工：采用车床车削隔板内圆侧焊接坡口；
步骤七：隔板盖板拆解：待隔板内圆侧焊接坡口加工完成后，拆下隔板工装盖板；
步骤八：镗导叶片坡口斜面：对未加工焊接坡口的所有膨胀槽部位的导叶片用镗床加工出焊接坡口斜面；
步骤九：隔板重新装配：隔板导叶片按序号重新摆好，并在膨胀槽位置塞入塞片，并用工装盖板夹紧、压牢；
步骤十：隔板导叶片点焊：在隔板导叶片内外圆相邻结合面上采用点焊方式进行整圈固定；
步骤十一：隔板焊接：采用手工半自动MIG焊方式，分区域施焊来完成整副隔板内外圆坡口的焊接；
步骤十二：隔板热处理：隔板焊后从工装底盘上拆下，入电炉进行整体焊后去应力热处理；
步骤十三：隔板精加工：按图纸尺寸对隔板进行精加工，在精加工过程中隔板上的所有膨胀缝会分开，从而完成整圈隔板的自然分离工作；
所述步骤三中，剩余导叶片依次靠紧后，在首末两只导叶片的端部点焊定位顶块，顶紧导叶片，然后再利用工装盖板将导叶片下端面固定到工装底盘上，对隔板进行夹紧、固定；
所述步骤五中，剩余导叶片依次靠紧后，在首末两只导叶片的端部点焊定位顶块，顶紧导叶片，然后再利用工装盖板将导叶片下端面固定到工装底盘上，对隔板进行夹紧、固定。
2.根据权利要求1所述一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法，其特征在于：所述步骤二中，隔板导叶片在工装底盘上拂配时，控制隔板焊前节圆直径比图纸理论值大0～1mm。
3.根据权利要求1所述一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法，其特征在于：所述工装底盘的上端面上设有定位凸台，定位凸台与导叶片上的定位凹槽相配合，对隔板径向变形进行定位。
4.根据权利要求1所述一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法，其特征在于：所述利用工装盖板将导叶片固定到工装底盘上时，工装盖板盖在导叶片的上端面，然后用多个压板压紧工装盖板，并通过紧固螺栓将压板紧固。
5.根据权利要求4所述一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法，其特征在于：所述压板的连接端通过连接螺栓固接在工作台上，压板的中部设有腰形通孔，紧固螺栓穿过腰形通孔，且末端旋装在工作台上，压板的压紧端设置在工装盖板的上端面上。
6.根据权利要求1或3所述一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法，其特征在于：所述工装底盘和工装盖板均为圆环盘状，安装时工装底盘、工装盖板和隔板同轴设置。
7.根据权利要求1所述一种汽轮机Z型膨胀槽隔板的MIG焊焊接方法，其特征在于：所述膨胀缝的宽度为1.5mm～2mm。
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