[发明专利]燃气轮机燃烧器内筒体制造方法及工装

权利要求书

1.一种燃气轮机燃烧器内筒体制造方法，该筒体材料为镍基合金，壁厚δ1.5～6mm、内径Φ300～600mm、筒长400～800mm，制造步骤如下：

1）、按计算尺寸下料镍基合金板，在对接边上切出焊接坡口；

2）、上卷板机卷成扁筒状，其截面轮廓为长孔形状，筒壁由一对平面板和一对半圆弧曲面板围成，对接焊缝位于一块平面板的纵向中线上，焊接坡口向外；

3）、按如下步骤焊接该对接焊缝：

a.基于N-2-1定位原理，借助工装，在筒体法向设置至少3个定位点，在筒体切向设置2个定位点，在筒体轴向设置1个定位点，通过这些定位点将筒体固定；

b.采用对称分段跳焊法，将焊缝划分成若干个段，通过焊接有限元分析软件SYSWELD找出焊缝的最优分段数量及焊接顺序，先按点焊分段数量及焊接顺序逐一将分段节点压紧，施以点焊，直至焊完所有分段节点；再按分段焊分段数量及焊接顺序逐一焊各个焊接段，直至焊完整条对接焊缝；

4)、打磨焊缝，使其与筒体内、外柱面齐平；

5）、上滚圆机滚圆，消除各个方向的变形；

6）、固溶热处理，改善筒体塑性；

7）、用油压机矫形，使其椭圆度符合要求。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器内筒体制造方法，其特征在于：步骤3）中，焊接前对焊缝坡口内外表面50mm范围内进行清理，采用磨光机打磨去除氧化膜直至露出金属光泽，再用丙酮进行擦洗，去除油污、毛刺、氧化皮等有害物质。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器内筒体制造方法，其特征在于：步骤3）中，所述焊缝焊接带背氩保护。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器内筒体制造方法，其特征在于：步骤3）中，所述分段焊采用单面焊双面成型的方法，分多层焊接，至少两层。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机燃烧器内筒体制造方法，其特征在于：所述分层焊接的层间温度不超过90℃。

6.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器内筒体制造方法，其特征在于：所述焊接坡口角度15°～45°，底部间隙0.7～2mm。

7.用于权利要求1～6任一项所述方法的工装，包括由从上至下依次设置的上压板部件、背氩板部件、支架部件；

所述上压板部件包括重叠布置的压板及其紫铜垫板，压板居上，在板面上开有竖直贯通压板及其紫铜垫板的焊枪槽，在焊枪槽两侧分别设有一排螺纹通孔，孔内配有紧定螺钉，两排螺纹通孔相对于焊枪槽对称布置，每排紧定螺钉数量至少三个，作为筒体法向定位点；在焊枪槽的一侧设有两个工艺搭子，固定在压板上，该工艺搭子顶住筒体外壁，作为筒体切向定位点；

所述背氩板部件包括重叠布置的背氩板及其紫铜垫板，紫铜垫板居上，紫铜垫板的顶面作为装夹筒体的定位基准面，在紫铜垫板的尾端设有一个限位台阶，用于顶住筒体的一端，作为筒体轴向定位点，该定位点与上述法向、切向定位点共同实现N-2-1定位原理；在背氩板的顶面沿其中线开有沟槽，该沟槽与紫铜垫板合围构成背氩腔室；在紫铜垫板中线两侧，开有两排小孔，相对于中线对称布置，作为氩气进入焊缝的通道；在背氩板的四个角部分别设有连接螺栓，其螺柱贯穿紫铜垫板、上压板部件，拧紧螺母，可将上压板部件与背氩板部件固定。

8.根据权利要求7所述的工装，其特征在于：

所述两排小孔的排间距离略小于焊缝底部宽度，每排小孔在纵向均匀分布，两排小孔相向呈Z字形交错布置，使得氩气均匀进入焊缝两侧；

在焊枪槽两端外侧的压板板面上，分别刻有中线标志线a，该中线标志线a与焊枪槽的中线重合；在焊枪槽两端外侧的垫板板面上，分别刻有中线标志线b，该中线标志线b与中线标志线a对应；在紫铜板上刻有中线标志线c，在筒体固定后，中线标志线a、b、c在垂直方向的投影重合；

所述焊枪槽是“V”形截面的斜面槽，斜面倾角45°；

所述螺纹通孔是螺纹沉孔，相应地，紧定螺钉是内六角沉头螺钉。