[发明专利]一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法

说明书

本发明涉及铸造技术领域内一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法，焊接前准备一块厚钢板作为焊接平台，将砂芯把合管件与钢板垂直设置，预先在钢板上标记各把合管件的在钢板上的垂直投影位置，并焊接固定一用于垂直套接把合管件的凸块，将每个砂芯的把合管件对应的凸台分别编制与各砂芯相同的编号；然后，逐一焊接每个芯骨支架，焊接时先在平台上垂直固定该砂芯的各把合管件，然后以把合管件为基准焊接芯骨支架的其它件；芯焊接结束后，校正芯骨支架各部件的相对位置，并保证把合管件与钢板垂直，然后拆焊芯骨支架与钢板的固定部位。本焊接定位方法，可以证保各对应的砂芯把合件同轴相对，减少返修工作量。

技术领域

本发明涉及铸造砂芯的制作工艺技术领域，特别涉及一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法。

背景技术

大型混流式水轮机叶片均为复杂的雕塑曲面结构，如图1所示，分为立面一1、立面二2、出水边3和进水边4，以某种水轮机叶片为例，其沿立面方向的投影尺寸规格为5251mm×3970mm，立面的翘曲度为1700mm。现有技术中，这类铸件常用的造型方式为组芯造型，即制作芯盒、流砂造型、砂芯对接组合、流砂造型、浇注。并且，采用平躺造型、直立浇注的方式。由于浇注时两块砂芯竖直对接，不能依靠砂芯自身重力压紧分型面，存在钢液从分型面溢出的风险，因此需提前在砂芯相对应的砂芯芯骨中焊接两根对应的把合管件，用一根通长螺杆从管件中心穿过，将两块对应砂芯把合，以增强铸件浇注时型腔的强度。

上述水轮机叶片铸件竖直高度接近6000mm，如图2所示，砂芯设置时至少需设计上中下3对把合砂芯，每对砂芯高度约2000mm，每对砂芯对接后尺寸为5000mm×2500mm×2500mm，在每对砂芯对应的芯骨中需设置若干对同轴对接的把合组件以增加砂芯对接强度，组芯浇注前用螺杆贯穿把合件以拉紧两对应的砂芯。组芯造型时从最底层砂芯开始在把合方钢内横穿螺杆，用垫片和螺母紧固，周围放置砂箱，砂芯与砂箱边用冷铁等支顶措施，防止浇注涨箱，流砂，重复以上步骤放置上两层砂芯，造型完成。

实际生产中，这种工艺方案中存在不足，此组芯工艺要求在焊接芯骨时提前焊接好各把合方钢，且流砂对接时把合件对接后尺寸偏差不能超过一定的范围，否则对接会发生错位，导致螺杆无法贯通。而返工修复工作量大，需人工捣碎把合管件部位的砂子，切割掉偏移芯骨，重新焊接、把合。此修复的工作量加大，延误生产周期，且修补后的把合部位强度降低，浇注时涨箱风险加大。

发明内容

本发明针对现有技术中水轮机叶片组芯造型时芯骨把合件容易错位的问题，提供一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法，以便于从芯骨支架制作阶段开始将砂芯把合件相对芯骨支架准确定位，防止组芯把合时把合件发生错位。

本发明的目的是这样实现的，一种水轮机叶片芯骨支架的焊接定位方法，所述水轮机叶片的铸件采用直立浇注的方式，所述铸件的砂型沿立面两侧分别设置前砂芯和后砂芯，所述前砂芯和后砂芯沿直立浇注的高度方向分层设置若干层，相同层的前砂芯和后砂芯之间分别设置若干贯穿相应砂芯的芯骨把合管件，同层的芯骨把合管件同轴对应并通过把合螺杆拉紧，各砂芯的芯骨通过如下方法焊接定位：

第一步，将铸件的各砂芯分别顺序编号；

第二步，准备一块厚钢板用于砂芯型造和芯骨焊接的平台，芯骨焊接时，所述把合管件与钢板垂直设置，根据把合管件沿砂芯侧向的分布位置，预先在钢板上标记各把合管件的垂直投影位置，并焊接固定厚度为15—20mm的用于垂直套接把合管件的凸块，所述凸块的外形尺寸与把合管件的内腔壁尺寸相配，将每个砂芯的把合管件对应的凸台分别编制与步骤一的砂芯相同的编号；

第三步，按砂芯编号顺序，逐一焊接各砂芯的芯骨支架，焊接每个芯骨支架时，先焊接固定与该编号砂芯对应的各把合管件，并保证把合管件与钢板平台垂直，然后以把合管件为基准焊接芯骨支架的其它管件；

第四步，芯骨支架焊接结束，校正芯骨支架各部件的相对位置，并保证把合管件与钢板处于垂直状态，然后拆焊各把合管件与钢板上对应凸块的焊接部位，以卸开焊好的芯骨支架。