一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法技术

本发明专利技术涉及铸造技术领域内一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法，焊接前准备一块厚钢板作为焊接平台，将砂芯把合管件与钢板垂直设置，预先在钢板上标记各把合管件的在钢板上的垂直投影位置，并焊接固定一用于垂直套接把合管件的凸块，将每个砂芯的把合管件对应的凸台分别编制与各砂芯相同的编号；然后，逐一焊接每个芯骨支架，焊接时先在平台上垂直固定该砂芯的各把合管件，然后以把合管件为基准焊接芯骨支架的其它件；芯焊接结束后，校正芯骨支架各部件的相对位置，并保证把合管件与钢板垂直，然后拆焊芯骨支架与钢板的固定部位。本焊接定位方法，可以证保各对应的砂芯把合件同轴相对，减少返修工作量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸造砂芯的制作工艺
，特别涉及一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法。
技术介绍
大型混流式水轮机叶片均为复杂的雕塑曲面结构，如图1所示，分为立面一1、立面二2、出水边3和进水边4，以某种水轮机叶片为例，其沿立面方向的投影尺寸规格为5251mm×3970mm，立面的翘曲度为1700mm。现有技术中，这类铸件常用的造型方式为组芯造型，即制作芯盒、流砂造型、砂芯对接组合、流砂造型、浇注。并且，采用平躺造型、直立浇注的方式。由于浇注时两块砂芯竖直对接，不能依靠砂芯自身重力压紧分型面，存在钢液从分型面溢出的风险，因此需提前在砂芯相对应的砂芯芯骨中焊接两根对应的把合管件，用一根通长螺杆从管件中心穿过，将两块对应砂芯把合，以增强铸件浇注时型腔的强度。上述水轮机叶片铸件竖直高度接近6000mm，如图2所示，砂芯设置时至少需设计上中下3对把合砂芯，每对砂芯高度约2000mm，每对砂芯对接后尺寸为5000mm×2500mm×2500mm，在每对砂芯对应的芯骨中需设置若干对同轴对接的把合组件以增加砂芯对接强度，组芯浇注前用螺杆贯穿把合件以拉紧两对应的砂芯。组芯造型时从最底层砂芯开始在把合方钢内横穿螺杆，用垫片和螺母紧固，周围放置砂箱，砂芯与砂箱边用冷铁等支顶措施，防止浇注涨箱，流砂，重复以上步骤放置上两层砂芯，造型完成。实际生产中，这种工艺方案中存在不足，此组芯工艺要求在焊接芯骨时提前焊接好各把合方钢，且流砂对接时把合件对接后尺寸偏差不能超过一定的范围，否则对接会发生错位，导致螺杆无法贯通。而返工修复工作量大，需人工捣碎把合管件部位的砂子，切割掉偏移芯骨，重新焊接、把合。此修复的工作量加大，延误生产周期，且修补后的把合部位强度降低，浇注时涨箱风险加大。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中水轮机叶片组芯造型时芯骨把合件容易错位的问题，提供一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法，以便于从芯骨支架制作阶段开始将砂芯把合件相对芯骨支架准确定位，防止组芯把合时把合件发生错位。本专利技术的目的是这样实现的，一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法，所述水轮机叶片的铸件采用直立浇注的方式，所述铸件的砂型沿立面两侧分别设置前砂芯和后砂芯，所述前砂芯和后砂芯沿直立浇注的高度方向分层设置若干层，相同层的前砂芯和后砂芯之间分别设置若干贯穿相应砂芯的芯骨把合管件，同层的芯骨把合管件同轴对应并通过把合螺杆拉紧，各砂芯的芯骨通过如下方法焊接定位：第一步，将铸件的各砂芯分别顺序编号；第二步，准备一块厚钢板用于砂芯型造和芯骨焊接的平台，芯骨焊接时，所述把合管件与钢板垂直设置，根据把合管件沿砂芯侧向的分布位置，预先在钢板上标记各把合管件的垂直投影位置，并焊接固定厚度为15—20mm的用于垂直套接把合管件的凸块，所述凸块的外形尺寸与把合管件的内腔壁尺寸相配，将每个砂芯的把合管件对应的凸台分别编制与步骤一的砂芯相同的编号；第三步，按砂芯编号顺序，逐一焊接各砂芯的芯骨支架，焊接每个芯骨支架时，先焊接固定与该编号砂芯对应的各把合管件，并保证把合管件与钢板平台垂直，然后以把合管件为基准焊接芯骨支架的其它管件；第四步，芯骨支架焊接结束，校正芯骨支架各部件的相对位置，并保证把合管件与钢板处于垂直状态，然后拆焊各把合管件与钢板上对应凸块的焊接部位，以卸开焊好的芯骨支架。第五步，重复步骤三和步骤四，直接将各编号砂芯的芯骨支架焊接完成。本专利技术的芯骨支架焊接定位方法，以砂芯侧面为定位基准面，并采用平整度好的钢板作为焊接的基准平台，在芯骨支架组装焊接阶段，为固定把合件的方向和位置，预先标识把合件在基准面内的投影位置，在把合件的投影位置上设置用于固定把合件的凸台,以保证把合件焊接过程中的位置精度。另外，本专利技术中，通过在平台上编号标识各砂芯的把合件的位置，以实现用同一平台完成一个铸件中所有砂芯芯骨的焊接定位。为适应砂芯侧立面不在同一平面需要，所述步骤三中，当芯骨支架对应的砂芯外侧面为非同一平面时，所述把合管件相对砂芯外侧面的一端固定连接有辅助段使把合管件外端面处于同一平面上，焊接把合管件时，该把管件通过辅助段端部与钢板表面对应的凸台焊接固定；所述步骤四中卸开焊好的芯骨支架后，切除相应把合管件的辅助段。作为本专利技术的优选，所述步骤二中的钢板厚度大于5mm,平整度小于2mm。作为本专利技术的优选，所述把合管件为方钢管或圆钢管。附图说明图1为水轮机叶片的结构示意图。图2为水轮机叶片的砂芯组芯示意图。图3为钢板平台示意图。图4为钢板平台上固定把合管件的示意图。图5为钢板平台上以把合管件为参考继续焊接芯骨支架的示意图。图6为焊后的芯骨支架的示意图。具体实施方式下面结合附图2—图6详细说明本专利技术的水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法，如图2所示，水轮机叶片的铸件采用直立浇注的方式，该铸件的砂型沿立面两侧分别设置前砂芯和后砂芯，前砂芯和后砂芯沿直立浇注的高度方向分层设置为上层砂芯5、中层芯砂6和下层砂芯7，相同层的前砂芯和后砂芯之间分别设置若干贯穿相应砂芯的芯骨把合管件10，同层的芯骨把合管件10同轴对应并通过把合螺杆拉紧，各砂芯的芯骨通过如下方法焊接定位：第一步，将铸件的各砂芯分别顺序编号；第二步，准备一块厚钢板8用于砂芯型造和芯骨焊接的平台，为保证平台的平整度，该钢板厚度一般选取大于5mm的碳钢板，钢板的平面度小于2mm；芯骨焊接时，将把合管件10与钢板8垂直设置，为方便取材，把合管件可以采用方钢管或圆钢管；根据把合管件10沿砂芯侧向的分布位置，预先在钢板8上标记各把合管件10的垂直投影位置，并焊接固定厚度为15—20mm的用于垂直套接把合管件的凸块9，该凸块9的外形尺寸与把合管件10的内腔壁尺寸相配方形凸块或圆形凸块，将每个砂芯的把合管件10对应的凸台9分别编制与步骤一的砂芯相同的编号；第三步，按砂芯编号顺序，逐一焊接各砂芯的芯骨支架，焊接每个芯骨支架时，先焊接固定与该编号砂芯对应的各把合管件10，如图4所示，并保证把合管件10与钢板8垂直，然后以把合管件10为参考基准焊接芯骨支架11的其它管件；为适应砂芯侧立面（指相对浇注状态时砂芯的外侧立面）不在同一平面时把合管件10的长度不能直延伸固定在钢板平台上，把合管件10相对砂芯外侧面的一端固定连接有辅助段10A，该辅助段10A使各把合管件外端面在焊接时处于同一平面上以方便在钢板平台上的定位焊接，焊接把合管件10时，该把管件通过辅助段端部与钢板表面对应的凸台焊接固定；所述步骤四中卸开焊好的芯骨支架后，切除相应把合管件的辅助段；第四步，芯骨支架11焊接结束，校正芯骨支架11各部件的相对位置，并保证把合管件10与钢板8处于垂直状态，然后拆焊各把合管件与钢板上对应凸块的焊接部位，以卸开焊好的芯骨支架，再切除把合管件的辅助段10A，完成一个砂芯的芯骨支架11的焊接；第五步，重复步骤三和步骤四，直接将各编号砂芯的芯骨支架焊接完成。本专利技术的芯骨支架焊接定位方法，以砂芯侧面为定位基准面，并采用平整度好的钢板作为焊接的基准平台，在芯骨支架11组装焊接阶段，为固定把合件的方向和位置，预先标识把合件在基准面内的投影位置，在把合件的投影位置上设置用于固定把合件的凸台,以保证把合件焊接过程中的位置精度。另外，本专利技术中，通过在平台上编号标识各砂芯的把合件的位置，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法，所述水轮机叶片的铸件采用直立浇注的方式，所述铸件的砂型沿立面两侧分别设置前砂芯和后砂芯，所述前砂芯和后砂芯沿直立浇注的高度方向分层设置若干层，相同层的前砂芯和后砂芯之间分别设置若干贯穿相应砂芯的芯骨把合管件，同层的芯骨把合管件同轴对应并通过把合螺杆拉紧，其特征在于，各砂芯的芯骨通过如下方法焊接定位：第一步，将铸件的各砂芯分别顺序编号；第二步，准备一块厚钢板用于砂芯型造和芯骨焊接的平台，芯骨焊接时，所述把合管件与钢板垂直设置，根据把合管件沿砂芯侧向的分布位置，预先在钢板上标记各把合管件的垂直投影位置，并焊接固定厚度为15—20mm的用于垂直套接把合管件的凸块，所述凸块的外形尺寸与把合管件的内腔壁尺寸相配，将每个砂芯的把合管件对应的凸台分别编制与步骤一的砂芯相同的编号；第三步，按砂芯编号顺序，逐一焊接各砂芯的芯骨支架，焊接每个芯骨支架时，先焊接固定与该编号砂芯对应的各把合管件，并保证把合管件与钢板平台垂直，然后以把合管件为基准焊接芯骨支架的其它管件；第四步，芯骨支架焊接结束，校正芯骨支架各部件的相对位置，并保证把合管件与钢板处于垂直状态，然后拆焊各把合管件与钢板上对应凸块的焊接部位，以卸开焊好的芯骨支架。...

【技术特征摘要】
1.一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法，所述水轮机叶片的铸件采用直立浇注的方式，所述铸件的砂型沿立面两侧分别设置前砂芯和后砂芯，所述前砂芯和后砂芯沿直立浇注的高度方向分层设置若干层，相同层的前砂芯和后砂芯之间分别设置若干贯穿相应砂芯的芯骨把合管件，同层的芯骨把合管件同轴对应并通过把合螺杆拉紧，其特征在于，各砂芯的芯骨通过如下方法焊接定位：第一步，将铸件的各砂芯分别顺序编号；第二步，准备一块厚钢板用于砂芯型造和芯骨焊接的平台，芯骨焊接时，所述把合管件与钢板垂直设置，根据把合管件沿砂芯侧向的分布位置，预先在钢板上标记各把合管件的垂直投影位置，并焊接固定厚度为15—20mm的用于垂直套接把合管件的凸块，所述凸块的外形尺寸与把合管件的内腔壁尺寸相配，将每个砂芯的把合管件对应的凸台分别编制与步骤一的砂芯相同的编号；第三步，按砂芯编号顺序，逐一焊接各砂芯的芯骨支架，焊接每个芯骨支架时，先焊接固定与该编号砂芯对应的各把合管件，并保证把合管...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏波，马瑞，马瑞虎，王新军，景兆波，
申请(专利权)人：共享铸钢有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64