CN114192913B - 一种离心压缩机隔板的钎焊方法及离心压缩机隔板 - Google Patents

一种离心压缩机隔板的钎焊方法及离心压缩机隔板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离心压缩机隔板的钎焊方法及离心压缩机隔板，通过将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧，并在钎料放置在叶片靠近侧板的一侧与侧板之间后，将侧板和叶片固定；将固定后的叶盘和侧板置于真空钎焊炉中，将钎焊温度升至900‑1000℃，保温60‑70min后，再控制钎焊温度升至1010‑1050℃，保温60‑70min，停止加热；将停止加热的叶盘和所述侧板冷却至室温，完成侧板和叶盘之间的钎焊。本发明将侧板与叶片通过钎焊的方法固定连接，既提高了侧板与叶盘的结合强度，又能为隔板的流道设计创造空间条件。

Description

一种离心压缩机隔板的钎焊方法及离心压缩机隔板
技术领域
本发明属于离心压缩机隔板技术领域，具体涉及一种离心压缩机隔板的钎焊方法及离心压缩机隔板。
背景技术
隔板是离心压缩机的定子当中的关键部件。隔板通常由低碳钢(Q235-B、Q345R等)制造的侧板和叶盘组成，其工作压力环境条件为上一级叶轮出口以及本级叶轮入口的压差。
传统隔板的制造方法是在叶盘侧的每个叶片上加工两个孔，在侧板对应位置上加工一个或两个螺纹孔，通过螺栓将侧板和叶盘把合到一起，形成一副整体隔板。这样的技术存在两个弊端，第一个弊端是把合螺钉的强度有限，限制了隔板的承压上限；第二个弊端是由于把合螺钉需要穿过叶片，所以叶片需要一定的面积，这样就限制了叶片不能设计的太小，占用了流道空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种离心压缩机隔板的钎焊方法及离心压缩机隔板，其中，钎焊方法提高了侧板与叶盘的结合强度的同时，也为隔板的流道设计创造空间条件。
本发明第一方面提供的一种离心压缩机隔板的钎焊方法，包括：
将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧，并在钎料放置在所述叶片靠近所述侧板的一侧与所述侧板之间后，将所述侧板和所述叶片固定；
将固定后的所述叶盘和所述侧板置于真空钎焊炉中，将钎焊温度升至900-1000℃，保温60-70min后，再控制钎焊温度升至1010-1050℃，保温60-70min，停止加热；
将停止加热的所述叶盘和所述侧板冷却至室温，完成所述侧板和所述叶盘之间的钎焊。
进一步的，所述真空钎焊炉的真空度为0.0133-0.00133Pa。
进一步的，在将钎焊温度升至900-1000℃时，所述真空钎焊炉的加热速度为1-2℃/min。
进一步的，在控制钎焊温度升至1010-1050℃时，所述真空钎焊炉的加热速度为1-2℃/min。
进一步的，在将停止加热的所述叶片和所述侧板冷却至室温时，包括：将停止加热的所述叶盘和所述侧板炉冷至850℃后，再使所述叶盘和所述侧板在1.5Bar下进行气冷至室温。
进一步的，在将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧之前，还包括：
对所述侧板进行车加工，使所述侧板靠近所述叶盘的一侧侧面的平面度为0.015mm；
对所述叶盘进行铣制加工，使所述叶片靠近所述叶盘的一侧所在的平面的平面度为0.015mm。
进一步的，所述侧板包括上侧板和下侧板，所述叶盘包括上叶盘和下叶盘，其中，所述上侧板和下侧板的形状相同，所述上叶盘和下叶盘的边缘轮廓相同；在将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧时，包括：
分别确定所述上侧板、下侧板、上叶盘和下叶盘的中心线和圆心；
将所述上侧板放置在所述上叶盘设有叶片的一侧侧面，并使所述上侧板和所述上叶盘的中心线重合；
通过移动所述上侧板相对所述上叶盘的位置，使所述上侧板的圆心与所述上叶盘的圆心重合，即可完成将所述上侧板装设在所述上叶盘设有叶片的一侧；
将所述下侧板放置在所述下叶盘设有叶片的一侧侧面，并使所述下侧板和所述下叶盘的中心线重合；
通过移动所述下侧板相对所述上叶盘的位置，使所述下侧板的圆心与所述下叶盘的圆心重合，即可完成将所述下侧板装设在所述下叶盘设有叶片的一侧。
进一步的，在将所述侧板和所述叶片固定时，包括：
将所述上侧板与所述上叶盘夹装，将所述下侧板与所述下叶盘夹装；
在完成所述侧板和所述叶盘之间的钎焊之后，还包括：
将所述上侧板与所述下侧板通过螺栓固定，将所述上叶盘和所述下叶盘通过螺栓连接，以完成对所述离心压缩机隔板的装配。
进一步的，所述钎料为BNi82CrSiBFe。
本发明第二方面提供的一种离心压缩机隔板，包括通过如上述所述的离心压缩机隔板的钎焊方法获得的隔板。
本发明提供的一种离心压缩机隔板的钎焊方法及离心压缩机隔板，通过将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧，并在钎料放置在叶片靠近侧板的一侧与侧板之间后，将侧板和叶片固定；将固定后的叶盘和侧板置于真空钎焊炉中，将钎焊温度升至900-1000℃，保温60-70min后，再控制钎焊温度升至1010-1050℃，保温60-70min，停止加热；将停止加热的叶盘和所述侧板冷却至室温，完成侧板和叶盘之间的钎焊。本发明将侧板与叶片通过钎焊的方法固定连接，既提高了侧板与叶盘的结合强度，又能为隔板的流道设计创造空间条件。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为现有技术中的隔板的局部示意图；
图2为现有技术中的隔板的局部示意图；
图3为现有技术中的叶盘的局部示意图；
图4为现有技术中的叶盘的局部示意图；
图5为现有技术中的侧板的局部示意图；
图6为现有技术中的侧板的局部示意图；
图7为本发明示例性实施例提供的离心压缩机隔板的钎焊方法的流程图；
图8为本发明示例性实施例提供的隔板的局部示意图；
图9为本发明示例性实施例提供的隔板的局部示意图；
图10为本发明示例性实施例提供的叶盘的局部示意图；
图11为本发明示例性实施例提供的叶盘的局部示意图；
图12为本发明示例性实施例提供的侧板的局部示意图；
图13为本发明示例性实施例提供的侧板的局部示意图。
具体实施方式
为克服现有技术中的不足，本发明提供一种离心压缩机隔板的钎焊方法及离心压缩机隔板。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
传统隔板的制造方法是在叶盘侧的每个叶片上加工两个孔，在侧板对应位置上加工一个或两个螺纹孔，通过螺栓将侧板和叶盘把合到一起，形成一副整体隔板，参见图1至6，传统隔板包括叶盘1a、侧板2a、以及将叶盘1a和侧板2a固定的螺钉3a。这样的技术存在两个弊端，第一个弊端是螺钉3a的强度有限，限制了隔板的承压上限；第二个弊端是由于螺钉3a需要穿过叶盘1a上的叶片4a，所以叶片4a需要一定的面积，这样就限制了叶片4a不能设计的太小，占用了流道空间。为了解决传统隔板的上述问题，本发明提供了一种离心压缩机隔板的钎焊方法。
本发明提供的一种离心压缩机隔板的钎焊方法，参见图7至13，包括如下步骤：
S100、将侧板2装设在叶盘1设有叶片3的一侧，并在钎料放置在叶片3靠近侧板2的一侧与侧板2之间后，将侧板2和叶片3固定；
S200、将固定后的叶盘1和侧板2置于真空钎焊炉中，将钎焊温度升至900-1000℃，保温60-70min后，再控制钎焊温度升至1010-1050℃，保温60-70min，停止加热；
S300、将停止加热的叶盘1和侧板2冷却至室温，完成侧板2和叶盘1之间的钎焊。
本发明将侧板2与叶片3通过钎焊的方法固定连接，提高了侧板2与叶盘1的结合强度，又由于本发明通过直接将侧板2和叶片3钎焊固定，避免了现有技术中的需要螺钉穿过叶片所占用的面积，可使本发明的叶片3比现有技术中的叶片小，节省了叶片占用流道的空间，进而能为隔板的流道设计创造空间条件。
在一些实施方式中，真空钎焊炉的真空度为0.0133-0.00133Pa。
本实施例中，为了防止叶盘和侧板在焊接过程中发生氧化，将真空钎焊炉的真空度为0.0133-0.00133Pa，其中，真空度为给定空间内的绝对压强，和常规理解的真空度的概念不同。当然，真空钎焊炉的真空度越小越好，叶盘和侧板发生氧化的几率也就越小。
设置真空钎焊炉的压力为0.0133-0.00133Pa，可以增加叶盘和侧板的焊接强度，同时缩短焊接时间。如果真空焊接炉施加的压力过大，钎料当中的合金元素容易蒸发，如果真空钎焊炉的压力小于0.0133Pa，则钎焊位置气体不容易排出，容易产生钎焊缺陷。
在一些实施方式中，在将钎焊温度升至900-1000℃时，真空钎焊炉的加热速度为1-2℃/min。
升温速度如果大于2℃/min，则升温速度太快，叶盘和侧板的外表面温度过高不容易扩散至内部，造成叶盘和侧板的内外均温度不均匀，温度不均匀的叶盘和侧板会发生变形。发生变形的叶盘和侧板焊接结合强度差。升温速度如果小于1℃/min，则升温速度太慢，升温时间太长，时间成本和费用太高。
焊接温度之所以为900-1000℃，并保温60-70min使钎料处于熔融状态，一方面能够实现钎料中的原子可以大量并且快速的扩散至叶片和侧板中，实现结合能力强、高效的焊接；另一方面，在该温度保温可以使钎料充分的熔化为液态。因此，焊接温度如果超过1000℃，钎料会无法充分熔化为液态；焊接温度如果低于900℃，则钎料无法实现焊接。这里作为优选的，钎焊温度可以包括但不限于900℃、925℃、950℃、975℃或1000℃；真空钎焊炉的加热速度可以包括但不限于1℃/min、1.5℃/min或2℃/min。
在一些实施方式中，在控制钎焊温度升至1010-1050℃时，真空钎焊炉的加热速度为1-2℃/min。
需要说明的是，焊接温度之所以为1010-1050℃，使钎料处于熔融状态，一方面能够实现钎料中的原子可以大量并且快速的扩散至叶片和侧板中，实现结合能力强、高效的焊接。这里作为优选的，钎焊温度可以包括但不限于1010℃、1030℃或1050℃；真空钎焊炉的加热速度可以包括但不限于1℃/min、1.5℃/min或2℃/min。
在一些实施方式中，在将停止加热的叶片和侧板冷却至室温时，包括：将停止加热的叶盘和侧板炉冷至850℃后，再使叶盘和侧板在1.5Bar下进行气冷至室温。
在一些实施方式中，在将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧之前，还包括如下步骤：
(1)对侧板进行车加工，使侧板靠近叶盘的一侧侧面的平面度为0.015mm；
(2)对叶盘进行铣制加工，使叶片靠近叶盘的一侧所在的平面的平面度为0.015mm。
这里，通过车间车床对侧板车加工，通过三轴对叶盘铣制，然后通过磨床对侧板和叶盘加工可以保证侧板靠近叶盘的一侧侧面的平面度为0.015mm、以及叶片靠近叶盘的一侧所在的平面的平面度为0.015mm，以使最终侧板及叶盘之间的最大间隙不超过0.04mm。
在一些实施方式中，侧板包括上侧板和下侧板，叶盘包括上叶盘和下叶盘，其中，上侧板和下侧板的形状相同，上叶盘和下叶盘的边缘轮廓相同；在将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧时，包括如下步骤：
(1)分别确定上侧板、下侧板、上叶盘和下叶盘的中心线和圆心；
(2)将上侧板放置在上叶盘设有叶片的一侧侧面，并使上侧板和所述上叶盘的中心线重合；
(3)通过移动上侧板相对上叶盘的位置，使上侧板的圆心与上叶盘的圆心重合，即可完成将上侧板装设在上叶盘设有叶片的一侧；
(4)将下侧板放置在下叶盘设有叶片的一侧侧面，并使下侧板和下叶盘的中心线重合；
(5)通过移动下侧板相对上叶盘的位置，使下侧板的圆心与下叶盘的圆心重合，即可完成将下侧板装设在下叶盘设有叶片的一侧。
这里，通过将侧板选为侧板包括上侧板和下侧板的这种分体形式，以及将叶盘选为叶盘包括上叶盘和下叶盘的这种分体形式，可方便上侧板和上叶盘之间、以及下侧板和下叶盘之间的位置矫正，进而方便对侧板和叶盘之间的组装，同时，将叶盘选为叶盘包括上叶盘和下叶盘的这种分体形式，也方便叶片在叶盘上的加工成型。
进一步的，在将侧板和叶片固定时，包括将上侧板与上叶盘夹装，将下侧板与下叶盘夹装，以保证上侧板与上叶盘之间、以及下侧板与下叶盘之间位置固定。
在完成侧板和叶盘之间的钎焊之后，还包括：将上侧板与下侧板通过螺栓固定，将上叶盘和下叶盘通过螺栓连接，以完成对离心压缩机隔板的装配。
在一些实施方式中，所述钎料为BNi82CrSiBFe。
需要说明的是，在对钎料进行选择时，为了保证侧板和叶盘在钎焊真空炉中在高温作用下不发生变形，则选择具有的液相线温度与侧板和叶盘的性能热处理首道工序温度接近的钎料；同时，还要考虑钎料的润湿性、流动性、与母材扩散产生合金化、稳定的化学成分、以及接头力学的性能，在综合考虑了以上各方面因素，选择了BNi82CrSiBFe作为钎料。这里，侧板和叶盘均为低碳钢制备而成。
本发明实施例提供的一种离心压缩机隔板的钎焊方法，侧板和叶盘钎焊后力学性能见下表：
母材及钎料 抗拉强度(MPa)
Q345R-BNi82CrSiBFe-Q345R-11 277
Q345R-BNi82CrSiBFe-Q345R-12 263
Q235B-BNi82CrSiBFe-Q235B-13 263
Q235B-BNi82CrSiBFe-Q235B-14 291
Q235B-BNi82CrSiBFe-Q235B-21 286
Q235B-BNi82CrSiBFe-Q235B-22 280
本发明提供的一种离心压缩机隔板，包括通过如上述所述的离心压缩机隔板的钎焊方法获得的隔板。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种离心压缩机隔板的钎焊方法，其特征在于，包括：
将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧，并在钎料放置在所述叶片靠近所述侧板的一侧与所述侧板之间后，将所述侧板和所述叶片固定；
将固定后的所述叶盘和所述侧板置于真空钎焊炉中，将钎焊温度升至900-1000℃，保温60-70min后，再控制钎焊温度升至1010-1050℃，保温60-70min，停止加热；
将停止加热的所述叶盘和所述侧板冷却至室温，完成所述侧板和所述叶盘之间的钎焊；
其中，所述钎料为BNi82CrSiBFe；
在将钎焊温度升至900-1000℃时，所述真空钎焊炉的加热速度为1-2℃/min；
在控制钎焊温度升至1010-1050℃时，所述真空钎焊炉的加热速度为1-2℃/min；
在将停止加热的所述叶片和所述侧板冷却至室温时，包括：将停止加热的所述叶盘和所述侧板炉冷至850℃后，再使所述叶盘和所述侧板在1.5Bar下进行气冷至室温。
2.根据权利要求1所述的离心压缩机隔板的钎焊方法，其特征在于，所述真空钎焊炉的真空度为0.0133-0.00133Pa。
3.根据权利要求1所述的离心压缩机隔板的钎焊方法，其特征在于，在将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧之前，还包括：
对所述侧板进行车加工，使所述侧板靠近所述叶盘的一侧侧面的平面度为0.015mm；
对所述叶盘进行铣制加工，使所述叶片靠近所述叶盘的一侧所在的平面的平面度为0.015mm。
4.根据权利要求1所述的离心压缩机隔板的钎焊方法，其特征在于，所述侧板包括上侧板和下侧板，所述叶盘包括上叶盘和下叶盘，其中，所述上侧板和下侧板的形状相同，所述上叶盘和下叶盘的边缘轮廓相同；在将侧板装设在叶盘设有叶片的一侧时，包括：
分别确定所述上侧板、下侧板、上叶盘和下叶盘的中心线和圆心；
将所述上侧板放置在所述上叶盘设有叶片的一侧侧面，并使所述上侧板和所述上叶盘的中心线重合；
通过移动所述上侧板相对所述上叶盘的位置，使所述上侧板的圆心与所述上叶盘的圆心重合，即可完成将所述上侧板装设在所述上叶盘设有叶片的一侧；
将所述下侧板放置在所述下叶盘设有叶片的一侧侧面，并使所述下侧板和所述下叶盘的中心线重合；
通过移动所述下侧板相对所述上叶盘的位置，使所述下侧板的圆心与所述下叶盘的圆心重合，即可完成将所述下侧板装设在所述下叶盘设有叶片的一侧。
5.根据权利要求4所述的离心压缩机隔板的钎焊方法，其特征在于，在将所述侧板和所述叶片固定时，包括：
将所述上侧板与所述上叶盘夹装，将所述下侧板与所述下叶盘夹装；
在完成所述侧板和所述叶盘之间的钎焊之后，还包括：
将所述上侧板与所述下侧板通过螺栓固定，将所述上叶盘和所述下叶盘通过螺栓连接，以完成对所述离心压缩机隔板的装配。
6.一种离心压缩机隔板，其特征在于，包括通过如权利要求1至5任一项所述的离心压缩机隔板的钎焊方法获得的隔板。
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