專(zhuān)利名稱(chēng)：一種向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及葉輪制造方法，具體地說(shuō)是一種向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法。
背景技術(shù)：
向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪是將介質(zhì)氣體的能量轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子動(dòng)能的機(jī)械設(shè)備，通常 采用焊接方法制造而成；不同部件(輪盤(pán)、輪蓋、葉片)經(jīng)焊接后，組合成為整體的葉輪。如圖1 5所示，傳統(tǒng)向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的制造方法是在輪蓋1的內(nèi)側(cè)銑 制出葉片2，在輪盤(pán)3的相應(yīng)位置開(kāi)設(shè)槽體4，應(yīng)用焊接方法，將葉輪的輪蓋1與輪盤(pán)3(包 括葉片)焊接成一體。焊接時(shí)，葉輪流道5焊接變形控制由普通開(kāi)槽焊葉輪的二元平面控 制變?yōu)槿Ⅲw控制，焊接制造過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)流道內(nèi)不規(guī)則變形、整體收縮、焊接裂紋等問(wèn) 題，嚴(yán)重影響了焊接質(zhì)量及葉輪質(zhì)量。目前，常用的向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是沿著葉輪軸向剖面看，葉輪 流道呈現(xiàn)近1/4圓環(huán)狀，流道彎曲窄長(zhǎng)、葉片多且長(zhǎng)短不一，整個(gè)葉輪呈三維旋轉(zhuǎn)體(普通 的開(kāi)槽焊葉輪也可以看成是近視平面的)。如果采用普通開(kāi)槽焊方法，在輪盤(pán)上開(kāi)1/4圓環(huán) 狀的槽，就會(huì)破壞輪盤(pán)的整體結(jié)構(gòu)。因此，采用已有的普通開(kāi)槽焊葉輪制造方法來(lái)制造新型膨脹機(jī)透平閉式葉輪幾乎 成為不可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，解決了現(xiàn) 有制造方法在焊接過(guò)程中出現(xiàn)的流道內(nèi)不規(guī)則變形、整體收縮難于控制、出現(xiàn)焊接裂紋的 問(wèn)題。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的焊接制造方法包括下列步驟A.在加工好的輪盤(pán)毛坯上分別銑制出長(zhǎng)、短葉片；B.在每個(gè)長(zhǎng)葉片上、靠近葉輪流道出口側(cè)銑制出銑制焊縫；C.在加工好的輪蓋毛坯外表面銑出與輪盤(pán)上的短葉片相對(duì)應(yīng)的槽體；D.沿著與短葉片相對(duì)應(yīng)的槽體將輪蓋與輪盤(pán)上的短葉片焊接；E.焊接后，進(jìn)行真空消應(yīng)力；F.再在輪蓋毛坯外表面銑出與輪盤(pán)上的長(zhǎng)葉片相對(duì)應(yīng)的槽體；G.沿著與長(zhǎng)葉片相對(duì)應(yīng)的槽體及銑制焊縫將輪蓋與輪盤(pán)上的長(zhǎng)葉片焊接。其中所述步驟G中焊接銑制焊縫是從葉輪流道出口側(cè)伸入焊條進(jìn)行焊接；所述 銑制焊縫是在距葉輪流道出口側(cè)40mm開(kāi)始銑制的，并在長(zhǎng)葉片的出口端銑制出固定臺(tái)，保 證輪盤(pán)與輪蓋的同軸度；長(zhǎng)葉片上的銑制焊縫是在長(zhǎng)葉片的兩側(cè)分別銑制的，焊縫形狀為 坡形；在焊接槽體焊縫時(shí)，采用氬氣和氦氣作為焊接電弧保護(hù)氣；所述步驟A中在輪盤(pán)上銑制長(zhǎng)、短葉片時(shí)，在整體葉輪流道上，根據(jù)葉輪流道不同部位的受力情況，預(yù)留出軸向及徑 向的變形值，使焊接后的葉輪流道變形均勻；長(zhǎng)葉片及短葉片的槽體焊縫只填充槽體高度 的1/2，比葉輪尺寸多焊2 3mm即可；所述在輪蓋毛坯外表面銑制的槽體為1/4圓環(huán)狀。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為1.本發(fā)明采用開(kāi)槽焊及銑制焊組合焊接工藝，控制了葉輪制造過(guò)程中出現(xiàn)的流道 內(nèi)不規(guī)則變形、整體收縮難于控制、焊接裂紋的問(wèn)題，制造出的向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪為 外掛式。2.本發(fā)明的焊接方法采用兩次銑出槽體、兩次焊接的順序，在加工、焊接短葉片槽 體焊縫后增加一次真空消應(yīng)力，然后再加工長(zhǎng)葉片槽體，焊接長(zhǎng)葉片槽體焊縫及銑制焊縫， 利用后焊的長(zhǎng)葉片固定先焊的短葉片槽體焊縫的收縮，減小葉輪流道的變形，并將變形控 制成圓滑過(guò)渡，防止較大的正、負(fù)、正、負(fù)尺寸偏差波動(dòng)的產(chǎn)生。3.長(zhǎng)葉片在葉輪出口側(cè)40mm采用銑制焊的焊接工藝，避免了葉輪流道出口側(cè)向 心收縮導(dǎo)致的變形；并在長(zhǎng)葉片出口端銑制了固定臺(tái)，可以保證輪蓋及輪盤(pán)的同軸度。4.本發(fā)明方法在焊接槽體焊縫時(shí)采用了氬氣和氦氣作為焊接電弧保護(hù)氣體，減少 了焊接電弧停留時(shí)間，減小焊接變形。


圖1為傳統(tǒng)焊接方法中輪蓋的軸向剖視圖；圖2為傳統(tǒng)焊接方法中輪盤(pán)的軸向剖視圖；圖3為圖2中A-A剖視圖；圖4為圖1中B-B剖視圖；圖5為傳統(tǒng)焊接方法焊接后的輪盤(pán)、輪蓋組合局部示意圖；圖6為本發(fā)明焊接方法中輪蓋的軸向剖視圖；圖7為本發(fā)明焊接方法中輪盤(pán)的軸向剖視圖；圖8為圖6中C-C剖視圖；圖9為圖7中D-D剖視圖；圖10為圖7中E-E剖視圖；圖11為圖7中I處的局部視圖；圖12為本發(fā)明焊接方法焊接后輪盤(pán)、輪蓋組合局部示意圖；其中1為輪蓋，2為葉片，3為輪盤(pán)，4為槽體，5為葉輪流道，6為銑制焊縫，7為固定臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。如圖6 12所示，本發(fā)明方法具體步驟為A.在加工好的輪盤(pán)毛坯上分別銑制出長(zhǎng)、短葉片；在輪盤(pán)上銑制長(zhǎng)、短葉片時(shí)，在 整體葉輪流道上，根據(jù)葉輪流道不同部位的受力情況，預(yù)留出軸向及徑向的變形值，使焊接 后的葉輪流道變形均勻，保證葉輪的氣動(dòng)性能。B.為了避免葉輪流道出口側(cè)向心收縮導(dǎo)致的變形，在每個(gè)長(zhǎng)葉片上、靠近葉輪流道5出口側(cè)銑制出銑制焊縫6 ；該銑制焊縫6是在距葉輪流道5出口側(cè)40mm開(kāi)始銑制的， 分別在長(zhǎng)葉片的兩側(cè)銑制，焊縫形狀為坡形；為了保證輪盤(pán)與輪蓋的同軸度，在長(zhǎng)葉片的出 口端(即銑制焊縫的端部)還銑制出固定臺(tái)7。C.在加工好的輪蓋毛坯外表面銑出與輪盤(pán)上的短葉片相對(duì)應(yīng)的槽體4 ；D.沿著與短葉片相對(duì)應(yīng)的槽體4將輪蓋1與輪盤(pán)3上的短葉片焊接(槽體4即為 焊縫)；E.焊接后，進(jìn)行真空消應(yīng)力，保證長(zhǎng)、短葉片的收縮量一致；F.再在輪蓋毛坯外表面銑出與輪盤(pán)上的長(zhǎng)葉片相對(duì)應(yīng)的槽體4 ；G.沿著與長(zhǎng)葉片相對(duì)應(yīng)的槽體4及銑制焊縫6將輪蓋1與輪盤(pán)3上的長(zhǎng)葉片焊接 (槽體4即為焊縫)。焊接后再進(jìn)行葉輪最終熱處理直至加工出成品。步驟G中焊接銑制焊縫時(shí)，是從葉輪流道5的出口側(cè)伸入焊條進(jìn)行焊接的。在焊 接槽體焊縫時(shí)，采用氬氣和氦氣作為焊接電弧保護(hù)氣，以減少焊接電弧停留時(shí)間，減小焊接 變形。輪蓋毛坯外表面銑制的用于與長(zhǎng)、短葉片焊接的槽體為1/4圓環(huán)狀，長(zhǎng)、短葉片相間 設(shè)置；在焊接長(zhǎng)葉片及短葉片的槽體焊縫時(shí)，只填充槽體高度的1/2，比葉輪尺寸多焊2 3mm艮阿。本發(fā)明的焊接制造方法創(chuàng)造了向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪分步加工、焊接，開(kāi)槽焊 與銑制焊組合等焊接制造工藝。
權(quán)利要求
1.一種向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，其特征在于包括下列步驟A.在加工好的輪盤(pán)毛坯上分別銑制出長(zhǎng)、短葉片；B.在每個(gè)長(zhǎng)葉片上、靠近葉輪流道出口側(cè)銑制出銑制焊縫；C.在加工好的輪蓋毛坯外表面銑出與輪盤(pán)上的短葉片相對(duì)應(yīng)的槽體；D.沿著與短葉片相對(duì)應(yīng)的槽體將輪蓋與輪盤(pán)上的短葉片焊接；E.焊接后，進(jìn)行真空消應(yīng)力；F.再在輪蓋毛坯外表面銑出與輪盤(pán)上的長(zhǎng)葉片相對(duì)應(yīng)的槽體；G.沿著與長(zhǎng)葉片相對(duì)應(yīng)的槽體及銑制焊縫將輪蓋與輪盤(pán)上的長(zhǎng)葉片焊接。
2.按權(quán)利要求1所述向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，其特征在于所述步 驟G中焊接銑制焊縫是從葉輪流道出口側(cè)伸入焊條進(jìn)行焊接。
3.按權(quán)利要求1所述向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，其特征在于所述銑 制焊縫是在距葉輪流道出口側(cè)40mm開(kāi)始銑制的。
4.按權(quán)利要求3所述向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，其特征在于在長(zhǎng)葉 片的出口端銑制出固定臺(tái)，保證輪盤(pán)與輪蓋的同軸度。
5.按權(quán)利要求3所述向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，其特征在于所述長(zhǎng) 葉片上的銑制焊縫是在長(zhǎng)葉片的兩側(cè)分別銑制的，焊縫形狀為坡形。
6.按權(quán)利要求1所述向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，其特征在于焊接槽 體焊縫時(shí)，采用氬氣和氦氣作為焊接電弧保護(hù)氣。
7.按權(quán)利要求1所述向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，其特征在于所述步 驟A中在輪盤(pán)上銑制長(zhǎng)、短葉片時(shí)，在整體葉輪流道上，根據(jù)葉輪流道不同部位的受力情 況，預(yù)留出軸向及徑向的變形值，使焊接后的葉輪流道變形均勻。
8.按權(quán)利要求1所述向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，其特征在于長(zhǎng)葉片 及短葉片的槽體焊縫只填充槽體高度的1/2，比葉輪尺寸多焊2 3mm即可。
9.按權(quán)利要求1所述向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，其特征在于所述在 輪蓋毛坯外表面銑制的槽體為1/4圓環(huán)狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及葉輪制造方法，具體地說(shuō)是一種向心膨脹機(jī)閉式透平葉輪的焊接制造方法，采用開(kāi)槽焊與銑制焊結(jié)合的焊接方法，先焊短葉片，經(jīng)真空消應(yīng)力后再開(kāi)槽、焊長(zhǎng)葉片；焊接時(shí)采用氬氣和氦氣作為保護(hù)氣體，增大電弧熱能；長(zhǎng)葉片在葉輪流道出口側(cè)40mm采用銑制焊的焊接工藝，并在葉片出口端銑制出固定臺(tái)。本發(fā)明的焊接制造方法解決了葉輪制造過(guò)程中出現(xiàn)的流道內(nèi)不規(guī)則變形、整體收縮難于控制、焊接裂紋的問(wèn)題，用開(kāi)槽焊與銑制焊組合制造出向心膨脹機(jī)外掛閉式透平葉輪。
文檔編號(hào)B23K28/02GK102107335SQ20091024869
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者劉向東, 張立, 魏國(guó)家 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)透平機(jī)械股份有限公司, 沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)有限公司