汽轮发电机定子铁芯焊接变形控制方法技术

本发明专利技术公开了一种汽轮发电机定子铁芯焊接变形控制方法，该方法通过选用最适合的焊接技术、焊接材料和焊接工艺参数，采用三次分段对称多层焊接方法，简单、方便、安全、有效地控制了汽轮发电机定子铁芯的焊接变形，保证了汽轮发电机定子铁芯质量，确保了发电机的运行安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种涉及汽轮发电机定子铁芯的焊接变形控制方法。
技术介绍
汽轮发电机机组中定子铁芯相当重要，直接关系到发电机的运行性能和使用寿命，因此汽轮发电机对定子铁芯的尺寸要求相当严格，但是定子铁芯常常存在内径尺寸不一致的现象，在焊接端尤为突出，据现有定子铁芯的超差记录，焊接前后变形量可达到1.5mm，主要原因是定子铁芯的装配中，叠片完成后需将压圈接焊于机座环板上，焊接工艺不理想造成较大的焊接变形是定子铁芯内径超差的主要原因，在汽轮发电机机座抗焊接变形能力较弱的情况下，焊接变形控制方法不当，焊接工艺参数选择出现偏差，对焊接残余应力的影响估计不足都会造成汽轮发电机定子铁芯内径严重超差。
技术实现思路
为了克服焊接过程造成的汽轮发电机机定子铁芯的严重焊接变形，提供一种，通过实施焊接变形控制步骤，合理选择焊接工艺参数和工艺手段，有效控制焊接残余应力，保证汽轮发电机机定子铁芯的焊接变形在公差允许范围之内。本专利技术所采用的技术方案为，其特征为A.选择纯度为99.5％的CO2保护焊气体以及Φ1.2的H08Mn2SiA焊丝，焊接时气体压力控制在0.2～7MPa；B.对汽轮发电机定子铁芯以25m/h的焊接速度进行第一次分段对称多层施焊，焊接电流控制为150～220A，电弧电压控制为20～30V，焊接完毕后充分冷却；C.对汽轮发电机定子铁芯以25m/h的焊接速度进行第二次分段对称多层施焊，焊接电流控制为300～400A，电弧电压控制为25～40V，焊接完毕后充分冷却；D.对汽轮发电机定子铁芯以25m/h的焊接速度进行第三次分段对称多层施焊，焊接电流控制为240～300A，电弧电压控制为30～34V；预压和总压保证定子铁芯在压力状态下进行焊接，依靠压圈与冲片，冲片与冲片的摩擦力克服焊接变形。汽轮发电机定子铁芯为低碳钢结构件，焊接时随着温度的变化，金属的物理性能和机械性能也相应变化，低碳钢的塑性参数随着温度的升高而提高，低碳钢的屈服度随着温度的升高而降低，温度达到600摄氏度时屈服强度为0，因此根据低碳钢的物理性能和机械性能选用具有较好工艺性能和机械性能的Φ1.2H08Mn2SiA焊丝进行焊接，减小定子铁芯焊接变形。焊接过程是一个不均匀加热过程，以至于焊接过程中出现应力和变形，焊后焊接结构产生焊接残余应力和焊接残余变形，而且局部温度越高，焊接残余应力造成的变形就越大，对称分段施焊时，如果两段长度相差过多，焊接过程中造成变形不一致，使得机座刚性薄弱的一端变形超差，使铁芯定子的内径不一致，因此本专利技术采用三次分段对称施焊的办法，对称施焊的分段数为6～8段，焊段的长度为等长，并使焊接电流、电弧电压以及焊接速度之间相互匹配，有效控制焊接过程中的焊接变形。三次焊接过程之间，必须让机座环板与压圈充分冷却，冬天每次冷却的时间必须在3～6小时。考虑机座的环板、压圈以及焊接坡口尺寸，为了保证良好的焊缝成型，采用多层施焊的方法，焊接层数由公式n＝δ/md确定，n是焊接层数，δ是焊件厚度，m是经验系数，取值范围为0.8～1.2，d是焊条直径。本专利技术的优点在于通过实施汽轮发电机定子铁芯焊接变形控制步骤，适合的焊接材料和焊接参数的选用，三次分段对称多层施焊，简单、方便、安全、有效控制了汽轮发电机定子铁芯的焊接变形，保证了汽轮发电机定子铁芯质量，确保了发电机的运行安全。具体实施例方式如表1所示，轮发电机定子铁芯焊接前后变形量可达到1.5mm，按照本专利技术设计的汽轮发电机定子铁芯焊接变形控制步骤施焊，得到如表2所示的效果，汽轮发电机定子铁芯焊接变形控制均在公差范围之内。实施例1一种，其控制过程为A.选择纯度为99.5％的CO2保护焊气体以及Φ1.2的H08Mn2SiA焊丝，焊接时气体压力控制在0.2～7MPa；B.对汽轮发电机定子铁芯以25m/h的焊接速度进行第一次分段对称多层施焊，焊接电流控制为180A，电弧电压控制为25V；C.对汽轮发电机定子铁芯以25m/h的焊接速度进行第二次分段对称多层施焊，焊接电流控制为350A，电弧电压控制为32V；D.对汽轮发电机定子铁芯以25m/h的焊接速度进行第三次分段对称多层施焊，焊接电流控制为280A，电弧电压控制为32V；三次焊接过程之间，必须让机座环板与压圈充分冷却，热季每次冷却的时间必须在6小时。对汽轮发电机定子铁芯进行多层施焊的焊接层数由公式n＝δ/md确定，n是焊接层数，δ是焊件厚度，m是经验系数，取值范围为0.8，d是焊条直径；对汽轮发电机定子铁芯进行分段对称施焊的分段数为8段。对汽轮发电机定子铁芯进行的分段对称施焊的焊段的长度为等长。表1和表2分别是实施前和实施后汽轮发电机定子铁芯内径超差记录表，从表1和表2看出，汽轮发电机定子铁芯焊接前后变形量可达到1.5mm，按照本专利技术所述的施焊，汽轮发电机定子铁芯焊接变形控制均在公差范围之内。实施例2一种，汽轮发电机定子铁芯焊接变形控制步骤如下B.选择纯度为99.5％的CO2保护焊气体以及Φ1.2H08Mn2SiA焊丝，焊接时气体压力控制在0.2～7MPa；C.对汽轮发电机定子铁芯以25m/h的焊接速度进行第一次分段对称多层施焊，焊接电流控制为160A，电弧电压控制为22V；D.对汽轮发电机定子铁芯以25m/h的焊接速度进行第二次分段对称多层施焊，焊接电流控制为320A，电弧电压控制为30V；E.对汽轮发电机定子铁芯以25m/h的焊接速度进行第三次分段对称多层施焊，焊接电流控制为250A，电弧电压控制为30V；三次焊接过程之间，必须让机座环板与压圈充分冷却，冷季每次冷却的时间必须在3小时。对汽轮发电机定子铁芯进行多层施焊的焊接层数由公式n＝δ/md确定，n是焊接层数，δ是焊件厚度，m是经验系数，取值范围为1.2，d是焊条直径；对汽轮发电机定子铁芯进行分段对称施焊的分段数为6段。对汽轮发电机定子铁芯进行的分段对称施焊的焊段的长度为等长。表1和表2分别是实施前和实施后汽轮发电机定子铁芯内径超差记录表，从表1和表2看出，汽轮发电机定子铁芯焊接前后变形量可达到1.5mm，按照本专利技术所述的施焊，汽轮发电机定子铁芯焊接变形控制均在公差范围之内。表1 实施前汽轮发电机定子铁芯内径超差记录表 表2 实施后汽轮发电机定子铁芯内径超差记录表 权利要求1.一种，用于控制定子铁芯装配中最后一道焊接工序实施过程中发生的焊接变形引起定子铁芯内径超差，其特征在于A.焊接技术为CO2保护焊，CO2纯度为99.5％，焊材为Φ1.2的H08Mn2SiA焊丝，焊接时气体压力控制在0.2～7MPa；B.定子铁芯分三次焊接，第一次焊接电流控制为150～220A，电弧电压控制为20～30V，第二次焊接电流控制为300～400A，电弧电压控制为25～40V，第三次第焊接电流控制为240～300A，电弧电压控制为30～34V。C.采用对称分段焊接方法施焊，定子整圆上分6～8段。D.采用多层焊接方法施焊，其层数＝焊件厚度/经验系数*焊条直径。2.根据权利要求1所述的，其特征在于对称分段焊接中对称的两段的长度相等。3.根据权利要求1所述的，其特征在于经验系数的取值范围为0.8～1.2。4.根据权利要求1所述的，其特征在于三次焊接过程之间定子机座环板与压圈需要冷却，冷却时间为3～6小时。全文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽轮发电机定子铁芯焊接变形控制方法，用于控制定子铁芯装配中最后一道焊接工序实施过程中发生的焊接变形引起定子铁芯内径超差，其特征在于：Ａ．焊接技术为ＣＯ↓［２］保护焊，ＣＯ↓［２］纯度为９９．５％，焊材为Φ１．２的Ｈ０８Ｍｎ２Ｓｉ Ａ焊丝，焊接时气体压力控制在０．２～７ＭＰａ；Ｂ．定子铁芯分三次焊接，第一次焊接电流控制为１５０～２２０Ａ，电弧电压控制为２０～３０Ｖ，第二次焊接电流控制为３００～４００Ａ，电弧电压控制为２５～４０Ｖ，第三次第焊接电流控制为２４０～ ３００Ａ，电弧电压控制为３０～３４Ｖ。Ｃ．采用对称分段焊接方法施焊，定子整圆上分６～８段。Ｄ．采用多层焊接方法施焊，其层数＝焊件厚度／经验系数＊焊条直径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷秀群，康霆，
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]