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Die Erfindung bezieht sich allgemein
auf Verfahren zum Herstellen einer Düsenkasteneinrichtung für eine Dampfturbine
und insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Verschweißen von
Komponententeilen von einer Düsenkasteneinrichtung miteinander,
durch das Verringerungen in der Arbeitszeit und Fertigungskosten
entstehen.
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Eine Düsenkasteneinrichtung für eine Dampfturbine
wird im wesentlichen aus drei Komponenten gebildet: einem Ringkörper (Torus),
einem Brückenring
und einer Düse.
Diese Hauptkomponenten sind Schmiedestücke mit sehr hoher Festigkeit und
beständig
gegenüber
sehr hohen Temperaturen. Jede Komponente wird zunächst aus
180° Segmenten
geformt. Nachdem die Komponenten zusammengesetzt (geschweißt) sind,
um zwei (obere und untere) einheitliche 180° Düsenkastenhälften zu bilden, werden die
Hälften
entlang einer horizontalen Mittellinie miteinander verbunden, um
eine vollständige ringförmige Düsenkasteneinrichtung
für eine
Dampfturbine zu bilden. Jede vollständige Düsenkastenhälfte enthält einen oder mehr, vorzugsweise
zwei, Dampfeinlässe,
die einstückig
mit dem Torus ausgebildet sind. Diese Einlässe gehen von dem Torus in einer
Ebene senkrecht zur Drehachse der Turbine aus und liegen folglich
nahe an und in der Ebene von dem Torus selbst. In einer vollständigen Turbine empfangen
die Einlässe
Dampf von einer geeigneten Quelle für eine Strömung in den Torus hinein. Der Dampf ändert seine
Richtung in eine im allgemeinen axiale Strömung für eine Strömung durch die ringförmige Öffnung des
Brückenringes
und in die Düsen der
Düsenplatte
hinein, die Leitschaufeln aufweisen zum Leiten der Dampfströmung zu
nachfolgenden Laufschaufeln. Es wird deutlich, dass der Brückenring,
wie es nachfolgend erläutert
wird, an dem Torus um die radial inneren und äußeren Grenzen des Torus herum
angeschweißt
wird. Der Brückenring
dient als eine Gegenstütze,
um die Ränder
des Torus zusammenzuhalten entgegen den sehr hohen Drucken des Dampfes,
der die Tendenz hat, die Ränder
voneinander zu trennen. Die Düsenplatte
ist ihrerseits an dem Brückenring
auf seiner von dem Torus entfernten Seite angeschweißt.
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In einem bekannten Fertigungsverfahren zum
Bilden der Düsenkasteneinrichtung
waren vier Hauptschweißungen
erforderlich. Die ersten und zweiten Schweißstellen wurden auf dem inneren
und äußeren Radius
zwischen den Rändern
des Torus und des Brückenringes
gebildet, um diese Teile aneinander zu befestigen. Die dritten und
vierten Schweißstellen
wurden ebenfalls zwischen dem Brückenring
und der Düsenplatte
entlang entsprechenden inneren und äußeren Radien gebildet, um diese Teile
aneinander zu befestigen. Der Brückenring
wurde ursprünglich
mit einem Extrametall entlang einer von dem Torus entfernten Seite
versehen. Dieses Extrametall hat nicht nur die Öffnung in dem geschmiedeten
Torus verschlossen, sondern bot auch eine Extramasse, um die thermische
Verformung während des
Schweißprozesses
möglichst
klein zu halten. Die Extrametallmasse wurde später von der Brückenringöffnung oberhalb
der halbkreisförmigen Öffnung von dem
Torus durch den Brückenring
hindurch beseitigt.
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Zunächst wurde der Brückenring
mit der Extrametallmasse an dem Torus auf abgeschrägten Flächen aufgestellt,
die den Brückenring
mit dem Torus in Übereinstimmung
brachten. Vor dem Aufstellen jedoch wurde eine Schweißvorbereitung
auf jedem Rand des Brückenringes
und dem Torus entlang innenseitigen und außenseitigen Radien durchgeführt und überprüft um sicherzustellen,
dass die Schweißvorbereitung
eben, flach und genau war und die Erfordernisse für die Schweißung erfüllte. Wenn der
Brückenring
und der Torus zusammengesetzt und aneinander festgeklemmt waren,
wurde diese Unteranordnung auf etwa 450-500°F erwärmt. Die Vorheiztemperatur
wurde überwacht
um sicherzustellen, dass die Komponenten die gewünschte Temperatur erhielten.
Wenn die Schweißvorbereitung richtig
war und der Torus und der Brückenring
vorgewärmt
waren, wurde ein WIG Schweißverfahren
mit einer einen kleinen Durchmesser aufweisenden Elektrode verwendet,
um die aneinander anstoßenden
Abschnitte von dem Brückenring
und dem Torus in einer Wurzellage zu verbrauchen. Das heißt, die erste
Wurzellage hat das aneinander angrenzende Metall verschmolzen, so
dass die zwei Komponenten ohne jede Trennlinie einstückig wurden
und somit ein homogenes Stück
bildeten. Zusätzliche
Lagen durch einen WIG Handschweißbrenner fügten weiteres Material hinzu,
das Basismaterial für
die endgültige Schweißnaht bildete.
Sobald ein signifikanter Schweißaufbau
vorhanden war, wurde das Schweißverfahren
in ein UP-Schweißverfahren
für eine
hohe Schweißabscheidung
geändert,
wodurch ein Schweißaufbau
schnell herbeigeführt
wurde. Die Vorheiztemperatur wurde während des Schweißverfahrens
beibehalten. Die geschweißte
Einrichtung wurde sofort für
einen bestimmten Zeitraum in einen Spannungsarm-Glühofen eingebracht,
ohne dass sich die Materialien abkühlen konnten. Genauer gesagt,
der geschweißte
Torus und der Brückenring wurden
in einem Inertgas-Ofen angeordnet, und die Temperatur wurde auf
1200°F und
darüber
mit einer nachfolgenden gesteuerten Kühlrate angeordnet. Diese fertige
und abgekühlte
Unteranordnung wurde dann mit Röntgenstrahlen
geprüft,
um die Integrität der
Schweißnaht
sicherzustellen.
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Unter der Annahme, dass die Schweißnaht die
Röntgenprüfung bestanden
hat, wurde die Extrametallmasse des Brückenringes maschinell beseitigt, wodurch
die Wärmesenke
beseitigt und der Torus geöffnet
wurden. Die Torus-Brückenring-Unteranordnung
und die Düsenplatte
wurden dann entlang inneren und äußeren Radien
aneinander angeschweißt, wobei
ein ähnliches
Verfahren verwendet wurde. Beispielsweise wurde die Schweißvorbereitung
für den Brückenring
und die Düsenplatte
ausgeführt
und geprüft,
und die Komponenten wurden ausgerichtet und aneinander festgeklemmt.
Die festgeklemmte Anordnung wurde auf etwa 450°F vorgeheizt, und eine erste
Wurzellage wurde durch WIG Schweißen hergestellt, um die Wurzel
zu verbrauchen und eine homogene Anordnung zu formen. Zusätzliche
drei oder vier Lagen unter Verwendung eines WIG Handbrenners bauten
das Basismetall auf, und diesem Schweißverfahren folgte ein UP Bogenschweißverfahren,
das schnell zusätzliches
Schweißmaterial hinzufügte. Diese
Anordnung wurde spannungsarm geglüht, geröntgt und fertig bearbeitet.
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Abgesehen von Zeit und Arbeitskosten
enthält
das vorstehend beschriebene Verfahren ein besonderes Problem, das
mit der Schweißvorbereitung und
der Verwendung des Schweißgerätes zum
Verbinden des Torus und des Brückenringes
verbunden ist. Die Einlassrüssel
auf dem Torus enthielten Vorsprünge,
die üblicherweise
den Schweißprozess störten. Insbesondere
gestatteten die Vorsprünge keinen
Zugang der Schweißwerkzeuge
zu der radial äußeren Schweißnaht zwischen
dem Brückenring und
dem Torus. Um Zugang zu gewähren,
wurde ein Teil von dem Ma terial des Einlassrüssels beseitigt, um ein Schweißen zwischen
dem Brückenring
und dem Torus zu ermöglichen.
Wenn die Schweißung beendet
war, wurde das zuvor entfernte Rüsselmaterial
durch Schweißen
auf dem Torus wiederhergestellt. Diese Beseitigung und spätere Wiederherstellung
von Material beinhaltete wesentliche Zeit und Arbeitskosten.
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Die vorstehend beschriebenen Schweißverfahren,
um die Düsenkasteneinrichtung
für eine Dampfturbine
zu bilden, waren somit extensiv, zeitraubend und sehr teuer. Die
Schweißnähte zwischen dem
Torus und dem Brückenring
und zwischen der Düsenplatte
und dem Brückenring
wurden notwendigerweise zu unterschiedlichen Zeiten ausgeführt, wobei
die letztere nur nach Abschluss der ersteren ausgeführt werden
kann. Infolgedessen erforderte das bekannte Montageverfahren vier
Schweißvorbereitungen,
zwei Vorheizungen, vier Schweißnähte, zwei
Spannungsarmglühungen,
zwei Röntgenuntersuchungen
und eine zweifache Hochleistungsbearbeitung, um die fertige Düsenkasteneinrichtung
zu erzeugen. Als eine Folge erforderte die Fertigung von der Düsenkasteneinrichtung
häufig
die Zeit von etwa einem Jahr und verwendete höchst erfahrene Schweißer und
Maschinisten.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden wesentliche Zeit- und folglich Kosteneinsparungen
realisiert bei der Fertigung einer Düsenkasteneinrichtung, indem
nur zwei Hauptschweißnähte verwendet
werden, die nur zwei Schweißvorbereitungen,
eine Vorheizung, ein Spannungsarmglühen, eine Röntgenuntersuchung und eine
Hochleistungsbearbeitung benötigen,
um den Torus, den Brückenring
und die Düsenplatte
zusammenzubauen und die fertige Düsenkasteneinrichtung zu bilden.
Die zwei Hauptschweißnähte verlaufen entlang
dem inneren Radius bzw. äußeren Radius und
verbinden direkt den Torus, den Brückenring und die Düsenplatte
aneinander, um eine einheitliche, homogene Einrichtung zu bilden.
Zusätzlich
wird der Schritt des Beseitigens der Extrametallmasse von dem Brückenring
im Anschluss an das Anschweißen des
Brückenringes
an dem Torus und vor seiner Befestigung an der Düsenplatte vollständig eliminiert. Weiterhin
wird der Torus um die Ränder
von seinem inneren und äußeren Radius
verändert,
um eine nach innen gerichtete Fläche
oder Biegung an jedem inneren und äußeren Radius zu bilden. Somit
verläuft
die Torusvorbereitungsfläche
schräg
nach innen entlang den Rändern
in Richtung auf die Torusöffnung.
Die Dicke von dem Brückenring
ist verkleinert, und die zuvor verwendete Extramasse von dem Metallmaterial
ist vollständig
eliminiert. Der Brückenring
ist mit robusten Positionierpassungen entlang gegenüberliegenden
ringförmigen
Rändern
versehen, um mit dem Torus bzw. der Düsenplatte zusammenzupassen.
Zusätzlich
hat der äußere Radius
von der Düsenplatte
neben dem Brückenring
eine wesentlich vergrößerte Schräge, um für zusätzlichen
Schweißzugang
in der einzigen äußeren Schweißvorbereitungsfläche neben
dem Rüssel
des Torus zu sorgen. Dies eliminiert das bisherige Erfordernis der
Beseitigung von Rüsselmaterial,
um Zugang zu der Schweißvorbereitung
und die Schweißwerkzeuge
zu gewinnen und dann das Material wieder herzustellen, wenn die
Schweißnähte fertiggestellt
sind.
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Um die Düsenkasteneinrichtung gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zu fertigen, werden Schweißvorbereitungen auf der Düsenplatte
und Rändern
des Torus ausgeführt.
Der Brückenring
wird an den Torus um die Öffnung
herum angepasst, und die Düsenplatte
wird an den Brückenring
mit Präzisionspassungen
angepasst. Die Einrichtung wird dann in Vorbereitung zum Schweißen aneinander
festgeklemmt. Das Schweißverfahren
ist ähnlich
dem zuvor beschriebenen Schweißverfahren
in Bezug auf die bekannte Düsenkasteneinrichtung,
außer,
dass nur zwei Hauptschweißnähte anstelle
von vier erforderlich sind. Somit werden die drei zusammengesetzten
Komponenten, wenn sie festgeklemmt sind, auf etwa 450°F vorgeheizt,
es werden Wurzelschweißlagen
ausgeführt,
um das Metall an den Passstellen zu verbinden, und es werden zusätzliche
Lagen hergestellt, um Schweißmaterial aufzubauen.
Wenn ein signifikanter Schweißaufbau vorhanden
ist, wird ein UP-WIG Schweißverfahren verwendet,
um eine schnelle Abscheidung von Schweißmaterial zu ermöglichen.
Wenn das Schweißen
abgeschlossen ist, wird die Einrichtung spannungsarmgeglüht, ohne
dass sie zuerst abgekühlt wird,
und anschließend
wird eine Röntgenprüfung und
Fertigbearbeitung ausgeführt.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird ein Verfahren zum Fertigen einer Hälfte von
einer Düsenkasteneinrichtung
für eine Turbine
bereitgestellt, das die Schritte enthält, dass (a) bogenförmige Segmente
von einem Ringkörper bzw.
Torus, einem Brückenring
und einer Düsenplatte
hergestellt werden, (b) die Torus- und Brückensegmente aneinander und
die Brückenring-
und Düsenkastensegmente
aneinander festgeklemmt werden, wobei das Brückenringsegment sich zwischen
den Torus- und Düsenplattensegmenten
befindet, und (c) entlang inneren und äußeren Radien der Einrichtung und über dem
Brückenringsegment
geschweißt
wird, um die Düsenplatten-,
Brückenring-
und Torussegmente direkt miteinander zu verbinden, wobei sich das
Brückenringsegment
dazwischen befindet.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird ein Verfahren zum Fertigen einer Hälfte einer
Düsenkasteneinrichtung
für eine
Turbine bereitgestellt, enthaltend die Schritte, dass (a) halbkreisförmige Segmente
von einem Torus, einem Brückenring
und einer Düsenplatte
hergestellt werden, (b) die Torus- und Brückenringsegmente aneinander
und die Brückenring-
und Düsenkastensegmente
aneinander angepasst werden, wobei sich das Brückenringsegment zwischen den
Torus- und Düsenplattensegmenten
befindet, und (c) Schweißmaterial
entlang inneren und äußeren Radien
der Einrichtung und über
dem Brückenringsegment
liegend aufgebracht wird, um die Düsenplatten-, Brückenring-
und Torussegmente direkt miteinander zu verbinden, wobei sich das
Brückenringsegment
dazwischen befindet.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht von einer Hälfte von einer Düsenkasteneinrichtung
für eine Dampfturbine,
die gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung konstruiert ist;
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2 ist
eine schematische Darstellung von einer bekannten Torus- und Brückenringaufstellung zum
Schweißen;
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3 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 2 und stellt
einen weiteren Schritt in dem bekannten Verfahren zum Verschweißen von
Torus- und Brückenring
dar;
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4 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 2 und stellt
einen weiteren bekannten Schritt dar, um die Düse und den Ring miteinander
zu verschweißen;
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5 ist
eine schematische Darstellung von einer Aufstellung für einen
Torus, einen Brückenring und
eine Düse
gemäß der Erfindung
vor dem Schweißen;
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6 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 5, nachdem
das Schweißen
abgeschlossen ist; und
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7 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 5 und stellt
eine unterschiedliche Form von Brückenring und Düse dar,
die ähnliche
Aufstellungen und Schweißverfahren
wie in 5 verwendet.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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In den Zeichnungen, und insbesondere
in 1, ist eine Hälfte von
einer Düsenkasteneinrichtung
dargestellt, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist und die
entweder eine obere Hälfte 11 oder
eine untere Hälfte 13 sein
kann. Wie dargestellt ist, weist jede Düsenkastenhälfte Abschnitte von einem Ringkörper bzw.
Torus 12, einem Brückenring 14 und schließlich einer
Düse 16 auf.
In der fertigen Düsenkasteneinrichtung
sind Abschnitte von dem Torus, dem Brückenring und der Düse für jede Hälfte der Düsenkasteneinrichtung
miteinander verschweißt und
bilden im wesentlichen eine einstückige Einheit. Weiterhin sind
Dampfeinlässe 18 dargestellt,
die einen Teil von einem einstückigen
Schmiedestück
mit dem Torus 12 bilden. Es ist ohne weiteres verständlich,
dass die dargestellte Hälfte 11 der
Düsenkasteneinrichtung
mit einer ähnlichen
Hälfte
der Düsenkasteneinrichtung
entlang einer horizontalen Mittellinie verbunden wird, wodurch die
zwei Hälften
der Düsenkasteneinrichtung
eine vollständige
Düsenkasteneinrichtung
mit vier Dampfeinlässen,
dem Torus, Düsen
und Brückenringen
bilden, die sich um vollständige
360° erstrecken.
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Wie zuvor und unter Bezugnahme auf 2 ausgeführt ist, enthielt ein bekanntes
Verfahren zum Montieren der Düsenkasteneinrichtung,
dass die Torus- und
Brückenringhälften in
einer halbkreisförmigen
Konfiguration aufgestellt wurden, und, wie in 2 dargestellt ist, hatte der Brückenring
eine zusätzliche
Metallmasse 20, die nach dem Schweißen entfernt wurde, aber sie
bildete eine Wärmesenke während des
Schweißprozesses.
Die Brückenring- und
Torushälften
werden auf abgeschrägten
Flächen aufgestellt.
Wie aus 2 zu ersehen
ist, wurden Schweißvorbereitungen 25 und 27 auf
Flächen
von Hälften
des Torus 12 und des Brückenringes 14 entlang
inneren und äußeren Radien 22 bzw. 24 ausgebildet.
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Wenn sie zusammengeklemmt waren,
wurde die Unteranordnung aus Torus- und Brückenringhälfte auf etwa 450-500°F vorgeheizt,
und es wurde ein WIG Schweißverfahren
mit einer einen kleinen Durchmesser aufweisenden Elektrode verwendet, um
das aneinander anstoßende
Metall von den Brückenring-
und Torushälften
in einer Wurzellage zu verbrauchen. Zusätzliche Lagen durch einen WIG Handschweißbrenner
fügten
weiteres Schweißmaterial
hinzu, und dann wurde ein UP Lichtbogenverfahren verwendet, um für eine starke
Abscheidung von Schweißmaterial
zu sorgen, um die zwei Schweißnähte entlang
den inneren und äußeren Radien 22 bzw. 24 zu
vervollständigen.
Die Schweißnähte wurden
dann spannungsarmgeglüht,
gekühlt
und geröntgt,
um die Integrität
der Schweißnähte sicherzustellen.
Anschließend
wurde, wie in 3 dargestellt ist,
die Extramasse von Material 20 der Brückenringhälfte entfernt, wobei der übrige Abschnitt
von der Brückenringhälfte 14 durch
innere und äußere Schweißnähte 26 und 28 an
dem Torus 12 angeschweißt blieb. Zu Darstellungszwecken
sind die Torus-, Brückenring-
und Düsenhälften und
auch die Schweißnähte dazwischen
in den 2-7 im Schnitt gezeigt. Es ist jedoch klar,
dass die Hälfte
der bekannten Einrichtung und die fertige Einrichtung gemäß der Erfindung
monolithische, integrale, einstückige
Konstruktionen ohne Differenzierung zwischen Anfangsmaterialien
und den Schweißnähten sind.
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Als nächstes wurde die Düsenhälfte 16 auf der
Brückenringhälfte 14 aufgestellt,
wie es in 4 dargestellt
ist. Schweißvorbereitungen
wurden auch auf jeder der radial inneren und äußeren Oberflächen von
der Brückenringhälfte 14 und
der Düsenhälfte 16 entlang
ihren inneren und äußeren Radien
hergestellt. Somit waren die Flächen 30 und 32 der
Düsenhälfte und
die Flächen 34 und 36 der
Düsenringhälfte zum
Schweißen
vorbereitet. Wenn sie vorbereitet waren, wurde ein ähnliches
Verfahren vorgenommen, um die Düsen-
und Brückenringhälften aneinander
anzuschweißen,
wie das Verfahren zum Schweißen
der Torus- und Brückenringhälften miteinander.
Zunächst
wurde eine Wurzellage hergestellt, der mehrere Schweißlagen durch
einen WIG Handbrenner folgten, und schließlich wurde ein UP Lichtbogenschweißverfahren
ausgeführt
für eine
schnelle Abscheidung von Schweißmaterial,
um Schweißnähte 38 und 40 entlang
den inneren und äußeren der Düsenkasteneinrichtung
zu bilden. Vorheiz-, Spannungsarmglühen- und Kühlschritte wurden ebenfalls ausgeführt.
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Es wird nun auf 5 Bezug genommen, wo ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung von einer Düsenkasteneinrichtung
dargestellt ist, die von Hälften
eines Torus 40, eines Brückenringes 42 und
einer Düse 44 gebildet
ist, die für
einen Zusammenbau vor dem Schweißen aufgestellt sind. Wie in den
bekannten Düsenkasteneinrichtungen
sind die Torus-, Brückenring-
und Düsensegmente
oder die Hälften 40, 42 und 44 aus
Stahl-Schmiedestücken hoher
Festigkeit gebildet. In dieser Form jedoch sind die Ränder 46 der
Torushälfte 40 geschmiedet,
um halbkreisförmige
Flächen
zu bilden, die in Richtung auf das Innere der Torushälfte 40 geneigt
sind. Die Brückenringhälfte 42 hat
nicht die schwere Metallmasse, die bisher erforderlich war, und
hat somit eine halbkreisförmige
Form mit einer halbkreisförmigen Öffnung zwischen
ihren radial inneren und äußeren geneigten
Seitenwänden.
Die Düsenhälfte 44 ist ähnlich der
bekannten Düsenhälfte 16,
außer
dass der halbkreisförmige
Innenrand 48 entlang dem äußeren Radius aus nachfolgend
erläuterten
Gründen
an einer vergleichsweise schärferen
halbkreisförmigen Fläche gebildet
ist. Da die Torus-, Brückenring-
und Düsenhälften aufgestellt
und aneinander festgeklemmt sind, wird aus einer Betrachtung von 5 deutlich, dass nur zwei
größere Schweißnähte erforderlich
sind, um die vollständige
Düsenkasteneinrichtung
zu fertigen. Eine Schweißnaht
verläuft
entlang dem inneren Radius 50, und die andere Schweißnaht entlang
dem äußeren Radius 52.
Es ist deshalb klar, dass nur zwei Schweißvorbereitungen notwendig sind
im Gegensatz zu den vier Schweißvorbereitungen,
die in der bekannten Düsenkastenkonstruktion benötigt werden.
Es wird auch deutlich, dass die weitere Bearbeitung der Brückenringhälfte nicht
notwendig ist, da die Brückenringhälfte ohne
die bisher erforderliche zusätzliche
Masse von Metallmaterial geschmiedet ist. Der Rand 48 von
der Düsenhälfte ist auch
mit einer steileren Neigung im Winkel angeordnet. Indem der Rand 48 entlang
dem äußeren Radius an
dem steileren Winkel ausgebildet wird, wird für mehr Zugang für die Schweißwerkzeuge
gesorgt. Es sei daran erinnert, dass beim Stand der Technik Rüsselmaterial
zunächst
entfernt und dann nach dem Schweißen wieder hinzugefügt werden
musste. Die Beseitigung war notwendig, um Zugang zum Schweißen zu gewinnen.
Durch das Eliminieren des Erfordernisses, vor dem Schweißen Material
von der Torushälfte
zu entfernen und nach dem Schweißen, das Material wieder zu
der Düsen
hinzuzufügen,
sind wesentliche Einsparungen an Zeit und Kosten herbeigeführt. Weiterhin
werden die Torus-, Brückenring-
und Düsenhälften, wie
es in 5 dargestellt
ist, mit kreisförmigen
Passungen einer Präzisionsmaschine aufgestellt,
die die Einrichtung verriegeln. Diese Präzisionspassungen sorgen für Ausrichtung
und Positionierung dieser Komponenten zum Schweißen. Nach dem Aufstellen werden,
wie es in 5 dargestellt
ist, die drei Teile unter Verwendung geeigneter Halterungen, nicht
gezeigt, zum Schweißen
zusammengeklemmt.
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Um die Torus-, Brückenring- und Düsenhälften miteinander
zu verschweißen,
wird die zusammengeklemmte Einrichtung zunächst auf etwa 450-500°F vorgeheizt.
Wenn das Metall auf die Vorheiztemperatur gebracht ist, wird eine
erste Wurzellage durch WIG Schweißen hergestellt, um das Metall
zu verbrauchen und eine homogene Verbindungsstelle zwischen den
Torus- und Brückenringhälften und
in ähnlicher
Weise zwischen den Brückenring-
und Düsenhälften zu
bilden. Zusätzliche Lagen
werden hergestellt, um weiteres Schweißmaterial abzuscheiden, vorzugsweise
unter Verwendung eines WIG Handbrenners. Wenn genügend Material
aufgebaut worden ist, wird das Schweißverfahren auf ein Schweißverfahren
mit mehr Abscheidung umgestellt, wobei vorzugsweise ein verdecktes
bzw. UP Wolframlichtbogen-Schweißverfahren
verwendet wird. Als eine Folge wird Schweißmaterial in den Spalten an
den inneren und äußeren Radien
zwischen den Torus-, Brückenring-
und Düsenhälften aufgebaut.
Wenn die volle Abscheidung von Schweißmaterial 60 entlang
jeder der zwei Schweißnähte entlang
den inneren und äußeren Radien 50 bzw. 52 herbeigeführt ist,
wird die Einrichtung spannungsarmgeglüht, geröntgt und endbearbeitet. Es
sei darauf hingewiesen, dass die Querschnittslinien in den 6 und 7 nur zu Darstellungszwecken dienen, und
dass die fertige Hälfte
der Düsenkasteneinrichtung
eine homogene Metallmasse in der beschriebenen und dargestellten
Konfiguration ist.
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In 7 ist
eine ähnliche
Aufstellung der Hälften
des Torus 70, des Brückenringes 72 und
der Düse 74 dargestellt.
Die Unterschiede liegen in der unterschiedlichen Form der Hälften von
dem Brückenring
und der Düse.
Jedoch ist das Schweißverfahren
das Gleiche wie das Schweißverfahren,
das zuvor in Bezug auf das in den 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel
beschrieben ist. Wiederum wird die Schraffierung verwendet, um die
verschiedenen Teile von der Einrichtung zu identifizieren, obwohl
die fertige Einrichtung eine monolithische, integrale, homogene
Metallmasse ist.
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Die Erfindung wurde zwar in Verbindung
mit dem beschrieben, was gegenwärtig
als das praktikabelste und bevorzugte Ausführungsbeispiel betrachtet wird,
es sei aber darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf das
offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt ist,
sondern, im Gegenteil, sie soll verschiedene Abwandlungen und äquivalente
Anordnungen einschließen,
die innerhalb des Erfindungsgedanken und des Schutzumfanges der
beigefügten Ansprüche liegen.