專利名稱：一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的維修與檢測(cè)技術(shù)，特別提供了一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是將氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的關(guān)鍵部件。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子一般由轉(zhuǎn)子軸、輪盤、葉片等零件組成，其汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸的精度等級(jí)高、制作工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、周期長(zhǎng)。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸的工藝條件苛刻，工作轉(zhuǎn)速?gòu)?000轉(zhuǎn)/分到約7000轉(zhuǎn)/分，工作溫度在80～300℃，甚至更高，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用年限要達(dá)到20年以上。
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸的毛坯一般為優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，由于其影響整個(gè)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量和壽命，所以有嚴(yán)格的質(zhì)量要求。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸的制造成本非常高昂，約占整個(gè)轉(zhuǎn)子制造成本的20％～40％，制造周期也很長(zhǎng)。
在運(yùn)行中，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的工作環(huán)境非常復(fù)雜，在高溫、高轉(zhuǎn)速工況下承受振動(dòng)和沖擊載荷，如果轉(zhuǎn)子軸的變截面處由于設(shè)計(jì)、加工或材料內(nèi)部存在缺陷，極易產(chǎn)生轉(zhuǎn)子軸的斷裂，如果重新制造，從工期到成本都是用戶所無(wú)法承受的。同時(shí)由于汽輪機(jī)是提供能源的設(shè)備，其長(zhǎng)期停產(chǎn)給企業(yè)甚至一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、人民生活所帶來(lái)的損失是非常巨大的，因此，必須采取某種方式維修。
目前的維修都采用機(jī)械連接的方式。受具體連接方法、加工精度及安裝工藝的影響，使轉(zhuǎn)子軸的整體質(zhì)量在運(yùn)行時(shí)不能得到百分之百的保證，對(duì)轉(zhuǎn)子的安全運(yùn)行有重大隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高質(zhì)量、高安全系數(shù)、高精度的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝。
本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝，包括新件(一般為軸頭)加工，新件安裝連接，整體機(jī)械加工，無(wú)損探傷檢測(cè)和轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，其特征在于所述新件安裝連接是機(jī)械連接和接口部位的激光熔覆。
本發(fā)明提供的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝，其接口部位的激光熔覆可以對(duì)新、舊零件預(yù)先加工出的工藝坡口進(jìn)行激光熔覆。
本發(fā)明提供的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝，其接口部位的激光熔覆的工藝參數(shù)可以是熔池尺寸直徑為2～5mm、深度為0.1～0.2mm，加熱時(shí)間為0.001～0.1s，熔覆材料為與基體相適應(yīng)的金屬粉；這樣很好地保證了對(duì)轉(zhuǎn)子軸只有很小的熱輸入量，對(duì)其它部位無(wú)明顯影響，而且質(zhì)量可靠。
本發(fā)明提供的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝，其機(jī)械連接是指過(guò)盈、螺紋、鍵或銷連接的方法，以傳遞轉(zhuǎn)子一定的軸向力或扭矩。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中其他方法不易實(shí)現(xiàn)的對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)，修復(fù)后的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸的強(qiáng)度、壽命均與原基本相同，而且本修復(fù)工藝適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、加工誤差小、熱變形小、規(guī)范性強(qiáng)、修復(fù)后汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸的綜合性能也明顯優(yōu)于其它方法，具有巨大的價(jià)值。


圖1是修復(fù)后的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸的示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝工藝步驟如下1、失效原因分析，為新件的設(shè)計(jì)、接口部位的連接方法和具體尺寸提供依據(jù)1.1對(duì)損傷部位的金相分析；1.2對(duì)轉(zhuǎn)子材料成分分析；1.3通過(guò)分析結(jié)果確定轉(zhuǎn)子軸斷裂的原因。
2、對(duì)斷裂的小部分重新設(shè)計(jì)2.1選擇應(yīng)力較小的截面作為接口的位置；2.2根據(jù)轉(zhuǎn)子承受的軸向和徑向載荷，決定采用螺紋連接加激光熔覆的零件方式，并根據(jù)載荷確定芯部螺紋尺寸和激光熔覆坡口的尺寸；2.3測(cè)繪斷裂零件的其它部位尺寸；2.4按測(cè)繪結(jié)果設(shè)計(jì)，以保證連接零件的可靠安裝。
3、強(qiáng)度計(jì)算3.1對(duì)螺紋部分進(jìn)行強(qiáng)度校核；3.2對(duì)激光熔覆的接口部位進(jìn)行強(qiáng)度校核。
4、零件加工4.1零件鍛造；4.2超聲波探傷；4.3機(jī)械加工；4.4尺寸檢查。
5、零件安裝將加工好的零件——軸頭1用螺紋部位3與原轉(zhuǎn)子軸4相連接(如圖1所示)。
6、激光熔覆在激光熔覆區(qū)2進(jìn)行激光熔覆，熔池直徑約3mm、熔池深度約為0.1～0.2mm，加熱時(shí)間為0.001～0.1s，熔覆材料為與基體相適應(yīng)的金屬粉。
7、轉(zhuǎn)子整體加工恢復(fù)其它部位尺寸。
8、熔覆部位無(wú)損探傷確保內(nèi)部無(wú)缺陷。
9、尺寸及形位公差檢測(cè)，以達(dá)到經(jīng)過(guò)上述修復(fù)過(guò)程之后的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸滿足表面光潔度、硬度、尺寸公差及轉(zhuǎn)子的形位公差等相關(guān)要求9.1所有加工部位的尺寸及形位公差檢測(cè)；9.2轉(zhuǎn)子整體形位公差檢測(cè)。
10、推力盤安裝。
11、推力盤形位公差檢測(cè)。
12、轉(zhuǎn)子整體動(dòng)平衡采用增加或減少配重塊的方法使轉(zhuǎn)子滿足動(dòng)平衡要求。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝，包括新件加工，新件安裝連接，整體機(jī)械加工，無(wú)損探傷檢測(cè)和轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，其特征在于所述新件安裝連接是機(jī)械連接和接口部位的激光熔覆。
2.按照權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝，其特征在于所述接口部位的激光熔覆是指，對(duì)新、舊零件預(yù)先加工出的工藝坡口進(jìn)行激光熔覆。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝，其特征在于所述接口部位的激光熔覆的工藝參數(shù)是熔池尺寸直徑為2～5mm、深度為0.1～0.2mm，加熱時(shí)間為0.001～0.1s，熔覆材料為與基體相適應(yīng)的金屬粉。
4.按照權(quán)利要求1～3之一所述的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝，其特征在于所述機(jī)械連接是指過(guò)盈、螺紋、鍵或銷連接的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸斷裂的修復(fù)工藝，包括新件加工，新件安裝連接，整體機(jī)械加工，無(wú)損探傷檢測(cè)和轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，其特征在于所述新件安裝連接是機(jī)械連接和接口部位的激光熔覆。本發(fā)明提供的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的修復(fù)工藝的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中其他方法不易實(shí)現(xiàn)的對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在發(fā)生斷裂后的修復(fù)，而且本修復(fù)工藝使修復(fù)后的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸的強(qiáng)度、壽命均與原基本相同，修復(fù)后汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子性能也明顯優(yōu)于其它方法，具有巨大的價(jià)值。
文檔編號(hào)B23K26/34GK1990169SQ20051013087
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者劉豫, 陳江, 趙越 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)大陸激光技術(shù)有限公司