[发明专利]一种汽轮机空心静叶片焊接方法

说明书

一种汽轮机空心静叶片焊接方法，包括：1.将内、背弧板装夹；2.将进汽边待焊缝等分成多个段，按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊进行点焊；3.按分段顺序对进汽边待焊缝中点两侧的各待焊段以对称跳焊进行通焊；4.出汽边待焊缝焊接设计为多焊道；将部分出汽边待焊缝焊道分别等分成多个段，每一焊道按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊进行点焊；5.分别按分段顺序对步骤4中点焊的焊道中点两侧的各待焊段以对称跳焊进行通焊；6.将另部分出汽边待焊缝的焊道分别等分成多个段，每一焊道按分段顺序对各分段点以多次序的、顺序跳焊进行点焊；7.分别按分段顺序对步骤6中的点焊的焊道上的各待焊段以多次序的、顺序跳焊进行通焊。

技术领域

本发明涉及汽轮机空心静叶片的焊接方法，尤其是核电汽轮机空心静叶片的焊接方法。

背景技术

空心叶片具有重量轻、制造成本低、周期灵活等特点，在动能机械设备上得到了广泛应用，这就包括了汽轮机上所应用的空心叶片。

汽轮机上所应用的空心叶片为低压静叶片，例如HD1160A-118114C、HD1160A-123114C等核电汽轮机的低压静叶片。参见图1和图2所示，汽轮机的空心静叶片主要由分体结构的内弧板A和背弧板B焊接组合而成，内弧板A与背弧板B之间具有出汽边焊缝C和进汽边焊缝D。由于汽轮机空心静叶片、尤其是前述核电汽轮机低压静叶片的成型型线复杂，弯扭度大（前述两种型号的空心静叶片的长度达1800mm、弦宽达430mm，属于超大弯扭度），加之制造精度的技术要求高，从而使得焊接组合式空心叶片的制造难度特别大，这是因为：空心静叶片的内部为空心结构，叶片的进汽边和出汽边的焊缝分别长且焊接量大，焊接过程是叶片局部区域加热后又冷却凝固，从使叶片焊接部位的焊接温度分布不均匀，极易导致叶片内、背弧板及不同区域的膨胀和收缩不均匀，进而使叶片的内部产生焊接残余应力，引起叶片的出汽边角变形和旁弯变形，以及叶片整体弯曲变形和扭曲变形等。

综上所述，基于汽轮机空心静叶片的成型型线复杂、弯扭度大、制造精度要求高的特性，行业内一直在探索如何以有效、可行地技术手段将其焊接变形有效地控制到最小值，以提高产品质量和生产效率、降低生产成本，各种研究成果在公开出版物上屡见报道，但至今未见由于本发明内容相同或相近的技术出现。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述汽轮机空心静叶片的特殊性和现有技术的不足，自主研发一种以合理的交叉堆焊将焊接残余应力降低并均布、进而将焊接变形可靠、有效地控制到最小值的汽轮机空心静叶片焊接方法。

本发明所采用的技术方案是，一种汽轮机空心静叶片焊接方法，包括下列工艺步骤：

步骤1. 将组成空心静叶片的内弧板和背弧板在装夹工装上进行装夹，形成进汽边待焊缝和出汽边待焊缝；

步骤2. 将进汽边待焊缝等分成多个段，以进汽边待焊缝的中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊方式进行点焊，点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段；

步骤3. 以进汽边待焊缝的中点为分界点，按分段顺序对中点两侧的各待焊段以对称跳焊方式进行通焊；

步骤4. 出汽边待焊缝焊接设计为多焊道；将部分焊道分别等分成多个段，以每一焊道的中点为分界点，将每一焊道按分段顺序对中点两侧的分段点以对称跳焊方式进行点焊，点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段；

步骤5. 以步骤4中点焊的每一焊道的中点为分界点，将各焊道分别按分段顺序对中点两侧的各待焊段以对称跳焊方式进行通焊；

步骤6. 将另部分出汽边待焊缝的焊道分别等分成多个段，按分段顺序对每一焊道上的各分段点以多次序的、顺序跳焊方式进行点焊，点焊完毕后，相邻焊点之间形成预设的待焊段；

步骤7. 对步骤6中点焊的每一焊道分别按分段顺序对焊道上的各待焊段以多次序的、顺序跳焊方式进行通焊。