[发明专利]灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺。

背景技术

机座是定子的核心部件，结构庞大、刚性大、分两办，其机座壁板厚为110mm，直径为Φ6840mm，高度为3200mm，重量达65t。由于机座是过流面，严禁焊缝渗漏，对焊缝的质量要求高，探伤按美国ASME标准执行，对焊接变形的控制要求也高，如焊接变形过大，尤其是机座内壁装铁芯的部分变形过大，将会导致后序无法加工，严重时会报废。同时由于焊接量较大，焊接过程中很容易产生焊接变形和缺陷，在机座焊接过程中，必须严格控制焊接工艺和采用合理、有效防焊接变形措施。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺，预防机座焊接变形。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

焊接方法的选择：由于母材为Q235，其焊接性、抗裂性、韧性等综合性能指标都比较好，通过焊接工艺性试验选用抗裂性好、焊缝韧性好，焊接应力和变形小的，便于全位置焊接的富氩混合气体保护焊的焊接方法，所选焊接材料为焊丝：ER50-6(H08Mn2SiA)直径为Φ1.2。

工艺拉筋布置：为防止上、下圆环与机座壁相连的焊缝焊接量大导致上下圆板出现绕度变形，特在其圆周方向装点12根三角形工艺加强筋进行支撑，强制焊件在焊接时不能自由收缩；在防止机座焊接过程中，焊缝收缩及退火时应力不均布释放，造成扭曲变形，在机座上中下三层分别加够足够强度的工艺拉筋(无缝钢管Φ140×10)。

线能量的控制：线能量就是熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量。在焊接过程中，线能量必须有所限制，当线能量太大时，焊缝热影区内易产生魏氏组织，致使接头性能(如冲击韧性等)不合格，线能量过小时，焊缝热影响区可能会出现淬硬组织，造成焊缝裂纹，通过对母材进行焊接工艺实验，线能量控制在2200J/mm左右，在焊接过程中，控制线能量指标的最直接接方法是控制焊接速度。

焊接工艺参数：

电压：20-25V           电流：220-230A      保护气体：80％Ar+20％C0

气体流量：15-20L/rain  电流极性：直流反接  焊接速度120-140nm/rain

伸出长度：15mm        送丝方式：等速送丝

焊接坡口选择和焊前打磨：对于厚板焊接坡口型式的选择尤为重要，由于机座的焊缝都要求清根焊透，所以选择对称U型坡口。焊前对坡口两侧50mm范围内的氧化皮、铁锈及其杂物等打磨至金属光泽。

焊接方式和层间温度控制：在施焊时采用多层多道焊接，多层多道焊接的显微组织较细，热影响区窄，接头的延性和韧性比较好，后焊道对前焊道起退火作用。每焊完一层，应彻底清除焊渣等杂质后方可施焊下一层，每一层必须保持层间温度，层间温度不低于预热温度且不高于预热温度30℃，按此方法直至焊完为止。

层间去应力和清根后打磨：每施焊一层(第一层和最后一层除外)用风枪振动减小焊接应力，振动时温度维持在100-150℃或400℃以上，避免在200-300℃之间，因为此时金属处于兰脆阶段，锤击焊缝容易断裂。对于厚板焊接，在焊接正缝焊接完成后，背缝采用碳弧气刨清根，这时背缝清根后母材表面由于高温作用产生一层厚度为2mm的渗碳层，具有很高的淬硬倾向，如果不将其彻向底磨除，而是直接进行背缝施焊，则这部分焊缝填充金属的机械性能的，韧性下降，只有将渗碳层彻底磨掉，然后再进行背缝施焊，才能确保焊接质量。

焊接顺序和方向：一般先焊的焊缝容易使结构产生变形，因此先焊收缩量大的焊缝，施焊时应尽量进行多人对称施焊。

焊前预热及焊后退火去应力：焊前预热可以减少接头焊后冷却速度，减少焊接应力及变形避免产生淬硬组织，是防止产生裂纹有效措施，预热功当量温度需适当，过高的预热温度会造成接头韧性和延性不合格，采用磁钢式履带式电热器，对机座进行预热，预热温度为110-130℃，焊后消除机座焊接应力而进行退火，退火工艺参数：

入炉温度：≤200℃；

升温速度；400℃以前：80-100℃/h，400℃以后：≤20℃/h；

保温温度：600-650℃    保温时间：5小时；

冷却速度：400℃以上≤24℃/h，400℃以下≤120℃/h；

出炉温度：≤150℃/h。

本发明通过严格控制焊接工艺和采用合理、有效防焊接变形措施，解决了灯泡贯流式机组机座的焊接变形难题，并具有工艺简单、易于实施等优点。

具体实施方式