CN113601058A - 一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，S1、根据转轮制作1:1模型，根据所述1:1模型得到所述转轮的分步装焊工艺；S2、所述转轮包括上冠、多块叶片和下环，根据所述分步装焊工艺，所述上冠、多块叶片和下环进行预安装，确定多块所述叶片的位置；S3、根据所述分步装焊工艺，吊起所述上冠，多块所述叶片与下环焊接；S4、根据所述分步装焊工艺，放下所述上冠，多块所述叶片与上冠焊接。本发明的焊接过程简单、安全、可靠，时效性强，可重复操作性强，方法效率高，经济效益明显，使用前景广阔；特别适用于高水头、大容量、高转速水轮发电机组，不仅有利于机组的长期、安全、稳定运行，还可以给电站带来多重效益。

Description

一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法
技术领域
本发明涉及抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接技术领域,尤其涉及一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法。
背景技术
抽水蓄能机组的水头、出力、效率以及比转速等参数决定了其水轮机转轮的结构特点，显著特点是轴向空间狭窄，叶片流道较长，叶片包角较大(一般超过100°)，转轮的焊接非常困难。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的转轮的焊接困难，提供了一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，包括以下步骤：
S1、根据转轮制作1:1模型，根据所述1:1模型得到所述转轮的分步装焊工艺；
S2、所述转轮包括上冠、多块叶片和下环，根据所述分步装焊工艺，所述上冠、多块叶片和下环进行预安装，确定多块所述叶片的位置；
S3、根据所述分步装焊工艺，吊起所述上冠，多块所述叶片与下环焊接；
S4、根据所述分步装焊工艺，放下所述上冠，多块所述叶片与上冠焊接。
更优的选择，步骤S3中包括以下步骤：
S31、抬高一块所述叶片，一块所述叶片的下端与下环之间形成第一空隙；
S32、一块所述叶片通过搭板与下环焊接；
S33、一块所述叶片的下端与下环焊接，得到第一焊缝；
S34、对所述第一焊缝进行打磨；
S35、待所述第一焊缝打磨完毕后，对所述第一焊缝进行探伤检测；
S36、重复步骤S31-S35，多块所述叶片与下环完成焊接。
更优的选择，所述步骤S31中的第一空隙的高度为2mm。
更优的选择，步骤S4中包括以下步骤：
S41、将所述上冠放下，所述上冠通过槽钢与下环连接；
S42、一块所述叶片与上冠焊接，得到第二焊缝；
S43、重复步骤S42，多块所述叶片与上冠焊接；
S44、将所述槽钢从上冠与下环之间取出。
更优的选择，步骤S42包括以下步骤：
S421、一块所述叶片包括多段所述焊接段，一段所述焊接段与上冠焊接，得到一段所述第二焊缝；
S422、采用三维测量仪检测一块所述叶片的叶型，得到叶型检测结果；
S423、根据所述叶型检测结果，选择另一段所述焊接段与上冠焊接；
S424、重复步骤S422-S423，一块所述叶片与上冠完成焊接，得到多段所述第二焊缝。
更优的选择，所述步骤S42中的第二焊缝的焊透区域间隙值包括3-4mm。
更优的选择，所述步骤S42中的第二焊缝的非焊透区域间隙值为1mm以下。
更优的选择，步骤S1中的所述1:1模型为所述转轮的1/4。
本发明相对现有技术具有以下优点及有益效果：
本发明通过一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，焊接过程简单、安全、可靠，时效性强，可重复操作性强，方法效率高，经济效益明显，使用前景广阔；特别适用于高水头、大容量、高转速水轮发电机组，不仅有利于机组的长期、安全、稳定运行，还可以给电站带来多重效益。
附图说明
图1是本发明的转轮的剖视图；
图2是本发明的转轮的下环与叶片连接示意图；
图3是本发明的一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法的流程图；
附图中各部件的标记：1、上冠；2、叶片；21、长叶片；22、短叶片；3、下环；4、搭板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述,实施例不能在此一一赘述,但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
由于转轮的开档小、空间狭窄、叶片2的曲面较长，若采用传统的上冠1、叶片2和下环3同时装配的方式，转轮(转轮包括上冠1、叶片2和下环3)整体组装后，下环3的第一焊缝(即是侧焊缝)无法进行施焊。分析抽水蓄能机组转轮的特点，考虑转轮焊接的可操作性和可视性，上冠1、叶片2和下环3采用以下方法进行焊接。
一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，包括以下步骤：
S1、首先根据转轮制作为的1:1模型，该模型为1/4个转轮或者整个转轮，1/4个转轮大小的该模型可以降低制造成本；根据1:1模型得到转轮的分步装焊工艺。采用分步装焊工艺为焊工提供了合适的焊接空间，解决了转轮焊接的可操作性和可视性。
S2、根据分步装焊工艺，上冠1、多块叶片2(包括长叶片21和短叶片22)和下环3进行预安装，确定多块叶片2的位置。
S3、根据分步装焊工艺，吊起上冠1，多块叶片2与下环3焊接；具体包括以下步骤：
S31、焊接之前，预先在转轮的高度方向施加反变形法，以抵消焊接引起的变形，抬高一块叶片2，一块叶片2的下端与下环3之间形成第一空隙，第一空隙的高度为2mm。
S32、一块叶片2通过搭板4与下环3焊接，为了加强叶片2的支撑，防止焊接时叶片2往一侧偏倾产生较大变形，使得叶片2变形量在可控制范围内，使焊接后的叶片2开档尺寸达到设计要求。
S33、一块叶片2的下端与下环3焊接，得到第一焊缝。
S34、对第一焊缝进行打磨。
S35、待第一焊缝打磨完毕后，对第一焊缝进行探伤检测。
S36、重复步骤S31-S35，多块叶片2与下环3完成焊接。
S4、上冠1与叶片2焊接过程中，由于空间位置限制，焊接前必须将叶片2加强支撑工装清楚，使得转轮焊接变形的控制更为困难。根据分步装焊工艺，放下上冠1，多块叶片2与上冠1焊接。步骤S4具体包括以下步骤：
S41、将上冠1放下，在上冠1与下环3之间加槽钢支撑控制转轮开档尺寸。
S42、一块叶片2与上冠1焊接，得到第二焊缝；第二焊缝的焊透区域间隙值包括3-4mm；第二焊缝的非焊透区域间隙值为1mm以下。为了较好地控制转轮焊接变形、控制叶型尺寸，上冠1与叶片2的分段焊接段的焊接顺序和焊接的对称性显得尤其重要。步骤S42具体包括以下步骤：
S421、一块叶片2包括多段焊接段，对第二焊缝进行分段时，保证每段焊接段的量保持一致，严格实行对称焊接和控制焊接规范，焊接越对称，焊接变形越小，焊接尺寸就越能得到保证。一段焊接段与上冠1焊接，得到一段第二焊缝。
S422、采用三维测量仪检测一块叶片2的叶型，三维测量仪为FARO(法罗)三维测量仪，得到叶型检测结果；根据此叶型检测结果调整多段焊接段的焊接顺序，保证了转轮的最终焊接尺寸，满足设计图纸尺寸要求，确保转轮水力性能良好。
S423、根据叶型检测结果，选择另一段焊接段与上冠1焊接；同时必须注重对焊接段的焊接量的控制，如果一次焊接量太大，后续焊接对焊接变形的影响有限，不能将已产生的焊接后的叶片2塑形变形校正过来。
S424、重复步骤S422-S423，一块叶片2与上冠1完成焊接，得到多段第二焊缝。
S43、重复步骤S42，多块叶片2与上冠1焊接。
S44、将槽钢从上冠1与下环3之间取出。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据转轮制作1:1模型，根据所述1:1模型得到所述转轮的分步装焊工艺；
S2、所述转轮包括上冠、多块叶片和下环，根据所述分步装焊工艺，所述上冠、多块叶片和下环进行预安装，确定多块所述叶片的位置；
S3、根据所述分步装焊工艺，吊起所述上冠，多块所述叶片与下环焊接；
S4、根据所述分步装焊工艺，放下所述上冠，多块所述叶片与上冠焊接。
2.根据权利要求1所述一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，其特征在于，步骤S3中包括以下步骤：
S31、抬高一块所述叶片，一块所述叶片的下端与下环之间形成第一空隙；
S32、一块所述叶片通过搭板与下环焊接；
S33、一块所述叶片的下端与下环焊接，得到第一焊缝；
S34、对所述第一焊缝进行打磨；
S35、待所述第一焊缝打磨完毕后，对所述第一焊缝进行探伤检测；
S36、重复步骤S31-S35，多块所述叶片与下环完成焊接。
3.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，其特征在于，所述步骤S31中的第一空隙的高度为2mm。
4.根据权利要求1所述一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，其特征在于，步骤S4中包括以下步骤：
S41、将所述上冠放下，所述上冠通过槽钢与下环连接；
S42、一块所述叶片与上冠焊接，得到第二焊缝；
S43、重复步骤S42，多块所述叶片与上冠焊接；
S44、将所述槽钢从上冠与下环之间取出。
5.根据权利要求4所述的一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，其特征在于，步骤S42包括以下步骤：
S421、一块所述叶片包括多段所述焊接段，一段所述焊接段与上冠焊接，得到一段所述第二焊缝；
S422、采用三维测量仪检测一块所述叶片的叶型，得到叶型检测结果；
S423、根据所述叶型检测结果，选择另一段所述焊接段与上冠焊接；
S424、重复步骤S422-S423，一块所述叶片与上冠完成焊接，得到多段所述第二焊缝。
6.根据权利要求4所述的一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，其特征在于，所述步骤S42中的第二焊缝的焊透区域间隙值包括3-4mm。
7.根据权利要求4所述的一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，其特征在于，所述步骤S42中的第二焊缝的非焊透区域间隙值为1mm以下。
8.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组长短叶片转轮焊接的方法，其特征在于，步骤S1中的所述1:1模型为所述转轮的1/4。
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