灯泡贯流式机组辐射式转子支架焊接变形控制方法技术

本发明专利技术公开了灯泡贯流式机组辐射式转子支架焊接变形控制方法，针对灯泡贯流式机组转子支架的特性和现有焊接方法的不足，通过焊接工艺的精心设计对主要的焊接变形进行有效控制，解决了灯泡贯流式机组转子支架容易焊接变形的难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种灯泡贯流式发电机机组的辐射式转子支架的焊接工艺。
技术介绍
灯泡贯流式机组转子支架是灯泡贯流式发电机转子的核心部件，灯泡贯流式发电机机组的转子支架为辐射式结构，结构复杂庞大、刚性强，受力复杂，焊脚尺寸大，磁轭圈板厚，现有灯泡贯流式机组辐射式转子支架焊接方法采用通用焊接工艺，焊接过程中应力不易释放，导致焊接变形过大，使后续工序无法进行，并且焊接变形的矫正也相当困难或无法矫正而使转子支架报废。主要的焊接变形为角焊缝纵向收缩引起的弯曲变形，角焊缝横向收缩引的制动环板和下环板的角变形，以及因为焊接顺序不当而引起的扭曲变形。
技术实现思路
本专利技术提供一种，针对灯泡贯流式机组转子支架的物理和机械特性和现有焊接方法的不足，对主要的焊接变形进行重点控制，解决了灯泡贯流式机组转子支架容易焊接变形的难题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为A.彻底清除坡口两侧50mm范围内的包括氧化皮和铁锈在内的杂质，打磨光亮，刨掉点焊的焊缝，打磨光滑；B.在焊缝及其周围20mm范围内用陶瓷加热片进行预加热，预热温度为100～150℃；C.分层施焊，每焊完一层，应彻底清楚焊渣后方可施焊下一层，对每层焊缝施焊时，在圆周方向较长的焊缝进行分段，正反交替对称焊接焊缝，焊接顺序为焊接焊缝正面→用碳弧气清根→打磨坡口→焊接焊缝反面→焊接焊缝正面；D.除第一层和最后一层外，每施焊一层，用风枪振动方法减小焊接应力，振动温度为100～150℃或400℃以上；E.每个工件焊接完成后，立即吊入退火炉中整体去应力退火。本专利技术采用的焊接技术是富氩混合气体保护焊，富氩混合气体中Ar和CO2的重量比例为8∶2，Ar的值为20～24L/min，CO2的值为5～6L/min，焊接电流为180～260A，电弧电压为26～32V，焊接速度为40～60cm/min，送丝速度5～10m/min。退火处理的工艺参数为，入炉温度≤200℃，升温速度在400℃之前为80～100℃/h，400℃之后为≤20℃/h，保温温度为600℃～650℃，保温时间为5小时，冷却速度在400℃之上为≤24℃/h，400℃之下为≤120℃/h，出炉温度为≤150℃/h。在转子支架的圆周方向均匀设置12根工艺三角加强筋，将探伤合格的组焊件和上下游侧制动环板、上下环板组焊为转子支架，将转子支架进行应力退火处理，打磨焊缝，探伤，然后去掉工艺三角加强筋。分层施焊过程中层间温度不应低于预热温度，不高于预热温度30℃。焊接步骤的设计思路是因为先焊的焊缝容易伸缩变形，故先焊接收缩量大的焊缝，使焊缝能自由收缩，再焊接转子支架中受力最大的焊缝，比如焊接组焊件的中心体与磁轭圈相连的焊缝。采用板厚为60mm的环筋，组焊中心体和环筋，焊后加工使得环筋的板厚为50mm，割环筋的腰形孔，打磨割口至光滑，这样可以避免因为焊接量大，导致环筋的变形量大，而使焊件无法校平。因为中心体与环筋组焊后，形成较强的刚性，一旦施焊，应力得不到释放，会形成裂纹，故在在环筋板外圆周开4个对称的焊接应力释放口，保证周围焊缝能有效减小焊接应力。为避免上下游侧制动环板与磁轭圈相连的双面角焊缝焊接量大，而且没有工艺拉筋进行刚性固定，导致焊接变形，故在上下游侧制动环板的圆周方向均匀设置12根工艺三角加强筋，强制焊件在焊接时不能自由收缩。在焊缝及其周围20mm范围内用陶瓷加热片进行预加热的原因是为减小焊接温度和冷却温度，因为焊接温度和冷却温度越大，残余应力就越大。因为富氩混合气体具有抗裂性能好、熔敷金属塑性好、焊接应力和焊接变形小，以及适宜于全位置焊接的优点，故选用富氩混合气体作为保护焊气体，并且确定富氩混合气体Ar和CO2的比例为8∶2，Ar的值为20～24L/min，CO2的值为5～6L/min，焊接电流为180～260A，电弧电压为26～32V，焊接速度为40～60cm/min，送丝速度5～10m/min。退火处理的工艺参数为，入炉温度≤200℃，升温速度在400℃之前为80～100℃/h，400℃之后为≤20℃/h，保温温度为600℃～650℃，保温时间为5小时，冷却速度在400℃之上为≤24℃/h，400℃之下为≤120℃/h，出炉温度为≤150℃/h。本专利技术的优点在于通过精心设计变形控制方法的步骤，以及具体焊接操作工艺，综合考虑灯泡贯流式机组转子支架的物理和机械特性，对主要的焊接变形进行重点控制，克服现有焊接方法的不足，安全、有效，低成本地解决了灯泡贯流式机组转子支架容易焊接变形的难题，具有很强的实用性。具体实施例方式，包括以下焊接变形控制步骤A.选择富氩混合气体作为保护焊气体；B.采用板厚为60mm的环筋，组焊中心体和环筋，焊后加工使得环筋的板厚为50mm，割环筋的腰形孔，打磨割口至光滑，此时形成一个组焊件m，将组焊件m进行应力退火处理，打磨焊缝，探伤，在环筋板外圆周开4个对称的焊接应力释放口；C.将磁轭圈进行退火处理，出炉24小时后去除工艺拉筋，全面检查尺寸是否符合规定，焊接符合规定的磁轭圈与大小筋板相连的焊缝，再焊接探伤合格的组焊件m的中心体与磁轭圈相连的焊缝，使之组焊为一个组焊件n，将组焊件n进行应力退火处理，打磨焊缝，探伤；D.在上下游侧制动环板的圆周方向均匀设置12根工艺三角加强筋，将探伤合格的组焊件n和上下游侧制动环板、上下环板组焊为转子支架，将转子支架进行应力退火处理，打磨焊缝，探伤，然后去掉工艺三角加强筋；焊接操作包括以下步骤A.彻底清除坡口两侧50mm范围内的包括氧化皮和铁锈在内的杂质，打磨光亮，刨掉点焊的焊缝，打磨光滑；B.在焊缝及其周围20mm范围内用陶瓷加热片进行预加热，预热温度为150℃；C.对焊缝进行第一层施焊，对在圆周方向较长的焊缝进行分段，正反交替对称焊接焊缝，焊接顺序为焊接焊缝正面，用碳弧气清根，打磨坡口，焊接焊缝反面，焊接焊缝正面，焊接时风枪振动，振动时，温度应为100～150℃；D.清除焊缝周围杂质，对焊缝进行多层施焊，每一层保持层间温度，层间温度不应低160℃；确定Ar和CO2的比例为8∶2，Ar的值为20L/min，CO2的值为5L/min，焊接电流为220A，电弧电压为30V，焊接速度为50cm/min，送丝速度8m/min。退火处理的工艺参数为，入炉温度≤200℃，升温速度在400℃之前为80～100℃/h，400℃之后为≤20℃/h，保温温度为600℃～650℃，保温时间为5小时，冷却速度在400℃之上为≤24℃/h，400℃之下为≤120℃/h，出炉温度为≤150℃/h。权利要求1.，其特征在于它包括以下步骤A.彻底清除坡口两侧50mm范围内的包括氧化皮和铁锈在内的杂质，打磨光亮，刨掉点焊的焊缝，打磨光滑；B.在焊缝及其周围20mm范围内用陶瓷加热片进行预加热，预热温度为100～150℃；C.分层施焊，每焊完一层，应彻底清楚焊渣后方可施焊下一层，对每层焊缝施焊时，在圆周方向较长的焊缝进行分段，正反交替对称焊接焊缝，焊接顺序为焊接焊缝正面→用碳弧气清根→打磨坡口→焊接焊缝反面→焊接焊缝正面；D.除第一层和最后一层外，每施焊一层，用风枪振动方法减小焊接应力，振动温度为100～150℃或400℃以上；E.每个工件焊接完成后，立即吊入退火炉中整体去应力退火。2.根据权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】
灯泡贯流式机组辐射式转子支架焊接变形控制方法，其特征在于它包括以下步骤：Ａ．彻底清除坡口两侧５０ｍｍ范围内的包括氧化皮和铁锈在内的杂质，打磨光亮，刨掉点焊的焊缝，打磨光滑；Ｂ．在焊缝及其周围２０ｍｍ范围内用陶瓷加热片进行预加 热，预热温度为１００～１５０℃；Ｃ．分层施焊，每焊完一层，应彻底清楚焊渣后方可施焊下一层，对每层焊缝施焊时，在圆周方向较长的焊缝进行分段，正反交替对称焊接焊缝，焊接顺序为焊接焊缝正面→用碳弧气清根→打磨坡口→焊接焊缝反面→焊接焊缝正 面；Ｄ．除第一层和最后一层外，每施焊一层，用风枪振动方法减小焊接应力，振动温度为１００～１５０℃或４００℃以上；Ｅ．每个工件焊接完成后，立即吊入退火炉中整体去应力退火。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王文军，余辉，
申请(专利权)人：四川东风电机厂有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]