一种汽轮机空心叶片的焊接制造方法技术

本发明专利技术涉及一种汽轮机空心叶片的焊接制造方法，所包括以下步骤：S1、初加工：在第一片方钢上加工出背弧板背面型线和上坡面；在第二片方钢上加工出内弧板背面型线和下坡面；S2、焊前清理；S3、装配：将第一片方钢和第二片方钢进行配合组装，背弧板背面型线和内弧板背面型线相对准，上坡面和下坡面形成焊接坡口；S4、预热：确定是否进行预热；S5、焊接：将第一片方钢和第二片方钢焊接好；S6、粗加工：在第一片方钢上进行背弧板正面型线粗加工，在第二片方钢上进行内弧板正面型线粗加工；S7、焊缝检查，如有缺陷，则进行补焊；S8、焊后热处理；S9、精加工：对背弧板粗坯和内弧板粗坯进行精加工，得到合格的背弧板和内弧板；S10、最终检验。最终检验。最终检验。

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮机空心叶片的焊接制造方法


[0001]本专利技术涉及汽轮机领域，具体涉及一种汽轮机空心叶片的焊接制造方法。

技术介绍

[0002]汽轮机空心叶片因具有中空疏水结构而大幅提高了叶片的耐腐蚀性能、蒸汽效率，同时又因其质量轻、材料利用率高、成本低等优势而成为未来叶片的发展方向，广泛应用于各类超临界及超超临界等汽轮机组。汽轮机空心叶片由内弧板和背弧板构成，两边分别为进汽边和出汽边，叶片壁厚不均匀，弯曲程度不同，整体形状复杂，尺寸精度要求很高，因此汽轮机空心叶片制造技术是汽轮机的核心技术。
[0003]汽轮机空心叶片制造方法常见有铸造或成型焊接。铸造空心叶片通常采用精密铸造，需要设计专用模具，成本较高。成型焊接空心叶片一般采用两块板材冲压形成内弧薄板和背弧薄板后，再配合焊接，需要设计专用冲压模具和焊接工装，适合大批量生产，否则成本也较高。针对小批量、多品类的空心叶片制造，以上两种方法成本均较高。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种汽轮机空心叶片的焊接制造方法，能够节省铸造模具、成型模具及焊接工装费用和周期，实现了小批量、多品类、短周期的汽轮机空心叶片生产制造。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种汽轮机空心叶片的焊接制造方法，所述空心叶片包括内弧板和背弧板，所述焊接制造方法包括以下步骤：
[0006]S1、初加工：选择两片方钢进行加工，在第一片方钢上加工出背弧板背面型线，背弧板背面型线的左右两侧为出汽边和进汽边，在出汽边和进汽边两处都加工出向外侧倾斜的上坡面；在第二片方钢上加工出内弧板背面型线，内弧板背面型线的左右两侧为出汽边和进汽边，在出汽边和进汽边两处都加工出下坡面；
[0007]S2、焊前清理：对第一片方钢和第二片方钢进行焊前打磨清理；
[0008]S3、装配：将第一片方钢和第二片方钢进行配合组装，背弧板背面型线和内弧板背面型线相对准，上坡面和下坡面相对，两者间形成焊接坡口；
[0009]S4、预热：根据方钢的材质，确定是否进行预热；
[0010]S5、焊接：在焊接坡口处进行焊接，将第一片方钢和第二片方钢焊接好，形成焊接件；
[0011]S6、粗加工：按照图纸设计要求，对焊接件进行加工，在第一片方钢上进行背弧板正面型线粗加工，并留有加工余量，得到背弧板粗坯，在第二片方钢上进行内弧板正面型线粗加工，并留有加工余量，得到内弧板粗坯；
[0012]S7、焊缝检查：检查背弧板粗坯和内弧板粗坯之间的焊缝，如有缺陷，则进行补焊；
[0013]S8、焊后热处理：根据方钢的材质，选择是否进行焊后热处理；
[0014]S9、精加工：按照图纸设计要求，对背弧板粗坯和内弧板粗坯进行精加工，得到合
格的背弧板和内弧板，从而得到空心叶片；
[0015]S10、最终检验：对空心叶片进行无损检测，确保符合图纸和探伤标准要求。
[0016]进一步地，两片方钢都为马氏体不锈钢或者奥氏体不锈钢。
[0017]进一步地，所述步骤S1中，上坡面的倾斜角度为0
°
～100
°
，下坡面向外倾斜的角度为0
°
～100
°
，并且确保步骤S3中装配后上坡面和下坡面之间的焊接坡口角度为45
‑
100
°
；同时在背弧板背面型线和内弧板背面型线的左右两侧尖角处还加工出钝边。
[0018]进一步地，当方钢为马氏体不锈钢时，在步骤S4中需预热至80～260℃，并且在步骤S5中焊接时工件温度不低于80℃；当方钢为奥氏体不锈钢时，在步骤S4中无需预热。
[0019]进一步地，所述步骤S3中，组装时，对两片方钢采用压板进行固定以减少后续焊接变形。
[0020]进一步地，所述步骤S5中，采用的焊接方法包括钨极氩弧焊、焊条电弧焊、气体保护焊中的一种或几种组合方式，焊接材料选择与方钢母材同成分的焊接材料，或者与母材不同成分的奥氏体不锈钢、镍基合金焊接材料。
[0021]进一步地，所述步骤S6中，背弧板正面型线粗加工和内弧板正面型线粗加工时的加工余量都为0.5～5mm。
[0022]进一步地，在步骤S7中，焊缝检查包括外观检查，渗透探伤和尺寸检验，补焊时，采用与步骤S5中相同的焊接方法和焊接参数。
[0023]进一步地，在步骤S8中，马氏体不锈钢的需进行焊后热处理，500～680℃保温4～10h；奥氏体不锈钢的无需进行焊后热处理。
[0024]进一步地，在步骤S10中，无损检测包括外观检查、尺寸检查和渗透探伤，如有缺陷进行补焊，缓冷至室温后采用手工打磨或机加工方法加工焊缝至符合图纸和探伤要求。
[0025]如上所述，本专利技术涉及的焊接制造方法，具有以下有益效果：
[0026]通过先在两片方钢上分别加工出背弧板背面型线和内弧板背面型线，以及加工相应焊接坡面，之后两片方钢进行配合并焊接，最后对焊接件进行背弧板正面型线和内弧板正面型线加工，这种空心叶片代替目前采用铸造或成型焊接的空心叶片，其焊缝接头力学性能和尺寸规格满足产品工况要求，节省了铸造模具、成型模具及焊接工装费用和周期，实现了小批量、多品类、短周期的汽轮机空心叶片生产制造，尤其适用于当下工业透平等短平快项目，为今后空心叶片制造提供了全新的解决方案，为今后空心叶片制造提供了全新的解决方案。综上所述，本专利技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的焊接制造方法的结构变化示意图。
[0028]图2为本专利技术的焊接制造方法制造马氏体不锈钢空心叶片的流程示意图。
[0029]图3为本专利技术的焊接制造方法制造奥氏体不锈钢空心叶片的流程示意图。
[0030]元件标号说明
[0031]1第一片方钢
[0032]2第二片方钢
[0033]3背弧板
[0034]3a背弧板背面型线
[0035]3b背弧板正面型线
[0036]4内弧板
[0037]4a内弧板背面型线
[0038]4b内弧板正面型线
[0039]5上坡面
[0040]6下坡面
[0041]7焊接坡口
具体实施方式
[0042]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0043]须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机空心叶片的焊接制造方法，所述空心叶片包括内弧板(4)和背弧板(3)，其特征在于：所述焊接制造方法包括以下步骤：S1、初加工：选择两片方钢进行加工，在第一片方钢(1)上加工出背弧板背面型线(3a)，背弧板背面型线(3a)的左右两侧为出汽边和进汽边，在出汽边和进汽边两处都加工出向外侧倾斜的上坡面(5)；在第二片方钢(2)上加工出内弧板背面型线(4a)，内弧板背面型线(4a)的左右两侧为出汽边和进汽边，在出汽边和进汽边两处都加工出下坡面(6)；S2、焊前清理：对第一片方钢(1)和第二片方钢(2)进行焊前打磨清理；S3、装配：将第一片方钢(1)和第二片方钢(2)进行配合组装，背弧板背面型线(3a)和内弧板背面型线(4a)相对准，上坡面(5)和下坡面(6)相对，两者间形成焊接坡口(7)；S4、预热：根据方钢的材质，确定是否进行预热；S5、焊接：在焊接坡口(7)处进行焊接，将第一片方钢(1)和第二片方钢(2)焊接好，形成焊接件；S6、粗加工：按照图纸设计要求，对焊接件进行加工，在第一片方钢(1)上进行背弧板正面型线(3b)粗加工，并留有加工余量，得到背弧板粗坯，在第二片方钢(2)上进行内弧板正面型线(4b)粗加工，并留有加工余量，得到内弧板粗坯；S7、焊缝检查：检查背弧板粗坯和内弧板粗坯之间的焊缝，如有缺陷，则进行补焊；S8、焊后热处理：根据方钢的材质，选择是否进行焊后热处理；S9、精加工：按照图纸设计要求，对背弧板粗坯和内弧板粗坯进行精加工，得到合格的背弧板(3)和内弧板(4)，从而得到空心叶片；S10、最终检验：对空心叶片进行无损检测，确保符合图纸和探伤标准要求。2.根据权利要求1所述的焊接制造方法，其特征在于：两片方钢都为马氏体不锈钢或者奥氏体不锈钢。3.根据权利要求1所述的焊接制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，上坡面(5)的倾斜角度为0
°
～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建水，刘霞，杨仁杰，丁玉明，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，
类型：发明
国别省市：