[发明专利]在旋转轴线竖直时用于轴的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按主权利要求的前序部分所述的方法，还涉及一种按并列属权利要求的前序部分所述的装置。

背景技术

在涡轮机结构和发电机结构中焊接转子轴时，应用了所谓的电弧窄缝焊接技术，以便把锻造的轴分段组接成一个整体转子。

如果每个转子设置了多于两个的连接，则常规方式是把转子分段在竖直的轴线结构中彼此重叠地堆叠，并在两个步骤中相互焊在一起。在此，实现第一层的焊接（所谓的根焊），按所谓的钨极惰性气体（WIG）窄缝方法。在所有连接进行根焊之后，转子从坚直位置翻到水平的轴线位置，并且余下的焊缝横截面在此位置按所谓的埋弧（UP）窄缝法进行焊接。

必要的连接横截面（它是指根焊的层厚度）是从以下要求中得出的，即局部焊接的转子具有足够的机械强度，以应对翻转过程。根据局部转子-质量比，通常的WIG-层厚度在约20mm和30mm之间。所述翻转是必需的，以便借助大功率的UP-方法来更快更经济地焊接余下的焊缝横截面。因为UP-方法在转子轴线的水平位置上不能有效地应用，所以根焊焊接的转子必须翻转。此外对于某些转子-材料来说，必须额外地传导热量，以便避免通过翻转引起的裂纹。

发明内容

本发明的目的是，在对轴分段电弧窄缝焊接成轴、尤其是用于涡轮机和/或发电机的转子轴时，避免传统地将轴的旋转轴线从竖直位置翻转为水平位置，并因此避免了由此引发的轴的重新对齐。这应该减少了制造时间，并节省了焊接添料。

此目的通过按主权利要求所述的方法以及按并列属权利要求所述的装置得以实现。

按第一角度，提供了一种方法，用来焊接连接尤其用于涡轮机和/或发电机的转子轴，其具有以下步骤：生成围绕旋转轴线对称的、沿着旋转轴线同轴地具有至少一个空心圆柱体并可选地具有至少一个圆柱体的轴分段；分别使两个轴分段沿着竖直的旋转轴线同轴地相互定位，其中分别使两个空心圆柱体以其圆环面相互邻接；借助钨极惰性气体电弧窄缝焊接生成第一径向内部的管状环缝，以便将两个空心圆柱体在所属的圆环面的径向内部区域内焊接连接起来。本发明的特征在于，借助金属保护气体电弧窄缝焊接生成另一径向外部的管状环缝，以便将空心圆柱体在所属的圆环面的径向外部区域内进一步焊接连接起来，其中旋转轴线继续保持竖直。

按第二角度，借助第一角度所述的方法制造轴，尤其是制造用于涡轮机和/或发电机的转子轴。

径向内部是指，沿着半径，从旋转轴线开始，位于两个借助焊接在所属的圆环面的径向内部区域内待连接的空心圆柱体的内部区域内。径向外部是指，沿着半径，从旋转轴线开始，位于两个借助焊接在所属的圆环面的径向外部区域内待连接的空心圆柱体的外部区域内。径向中部是指，沿着半径，从旋转轴线开始，位于两个借助焊接在所属的圆环面的径向中部区域内待连接的空心圆柱体的中部区域内。管状环缝将两个相互重叠定位的管状空心圆柱体连接起来。

第一、径向内部的管状环缝可同样称为根焊。

如果在生成根焊之后使用金属保护气体电弧窄缝焊接，则可完全省略翻转。金属保护气体电弧窄缝焊接的特征在于，在旋转轴线坚直的情况下，并因此在焊接位置水平的情况下，在达到所需的质量的情况下，同样产生较高的填充率。

按本发明的方法的优点在于，一方面，在旋转轴线呈水平位置时（即是指在竖直的焊接位置时）能省略由于翻转和重新对齐引起的非生产时间，并能以这种方式节省制造时间。根据连接横截面，相对于WIG-UP组合可节省25%至30%的时间。另一优点在于，与UP-方法相比，在进行金属保护气体电弧窄缝焊接时可减少达40%的接缝横截面。

在大致相同的尺寸规格中，这一点额外地节省了焊接添料。

结合从属权利要求提出了有利构造方案的要求：

按有利的构造方案，首先在两个轴分段之间焊接第一、径向内部的管状环缝，并紧接其后把两个轴分段的另外的、径向外部的管状环缝焊接连接起来。以这种方式，可在冷却之前将此部段完成。

按另一有利的构造方案，在生成第一、径向内部的管状环缝之后，且在生成另一径向外部的管状环缝之前，借助钨极惰性气体窄缝焊接，可生成另一径向中间的管状环缝，以便把两个空心圆柱体进一步焊接连接起来。以这种方式，通过另外的径向中间的管状环缝来补充和强化第一、径向内部的管状环缝。

按另一有利的构造方案，首先把整个转子轴的另外的径向中间的管状环缝焊接起来，然后才把所有轴分段的所有另外的、径向外部的管状环缝焊接起来。

按另一有利的构造方案，所述另外的径向中间的管状环缝在径向上的厚度为2mm至20mm。