[发明专利]一种闭式叶轮的焊接方法

说明书

本发明涉及一种闭式叶轮的加工方法，尤其是一种闭式叶轮的焊接方法，包括以下步骤：加工坡口；打底焊接，采用GTAW在下坡口内进行打底焊接，且焊接不少于两层打底焊道；清根，将焊接处通过铣加工清根，且清根时铣去不少于一层的打底焊道；渗透探伤；焊接上坡口；焊接下坡口；射线探伤；校正；加工定位槽；装配叶片；装配轮盖板组件；装入焊接工装；打底焊接；填充焊接；盖面焊接；整形；消除应力。本发明提供的一种闭式叶轮的焊接方法有效解决了现有闭式叶轮焊接时焊缝质量差和应力集中导致产品寿命短的问题，产品的焊接质量高、应力小、结构稳定，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种闭式叶轮的加工方法，尤其是一种闭式叶轮的焊接方法。

背景技术

闭式叶轮是离心式压缩机最主要的转子部件。离心式压缩机能耗低、稳定性高、无污染、便于全自动控制，广泛应用于石油、化工、冶金、食品、余热回收、环保等行业。压缩机带动叶轮高速旋转，工作转速达到3000rpm以上，将吸入的气体增速，使其动能和静压能同时增加，并在后续的扩压器和排气壳体中进一步增加其静压能以达到压缩介质增温增压的目的。闭式叶轮的叶片与轮背板和轮盖板连接，压缩效率高但制造难度大。目前闭式叶轮主要有以下部件：1轮毂，主要作用是与传动轴连接，提供动力；2进气口，用于导入工作介质；3叶片，提供足够的强度承受工作的离心力，并保证气动性能和减小转动惯量，流道的设计影响压缩机的做功效率；4轮背板，传导旋转动力带动介质旋转；5轮盖板，一般比轮背板薄，封闭介质旋转做功，提高效率。主要部件的形式见工艺附图一。

闭式叶轮旋转时在离心力的作用下，受巨大的切向力和径向力，以及高温蒸汽的热应力，振动应力和腐蚀作用。从相关资料了解到，叶轮的轮背板与轮毂、叶片连接处应力较大，局部区域达到200-300MPa。叶片与进气口连接处局部应力达到300-400MPa。叶轮是转子运动件，需要进行动平衡校正，保证压缩机具有较高的效率和较低的振动噪声。闭式叶轮结构复杂，主要采用焊接的制造方法，但是现有的产品焊接完成后存在焊缝质量差，焊接应力大，结构不稳定，产品振动大，使用寿命短的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种焊缝质量高、焊接应力小、结构稳定、产品振动小、使用寿命长的一种闭式叶轮的焊接方法，具体技术方案为：

一种闭式叶轮的焊接方法，包括以下步骤：

S110、加工坡口，轮背板的对接焊接处和轮盖板的对接焊接处均加工上坡口和下坡口，所述上坡口和所述下坡口形成X形坡口，所述上坡口位于闭式叶轮的外侧，所述下坡口位于闭式叶轮的内侧，所述上坡口的深度为板厚的0.3～0.4倍；

S120、打底焊接，采用GTAW在下坡口内进行打底焊接，且焊接不少于两层打底焊道；

S130、清根，将焊接处通过铣加工清根，且清根时铣去不少于一层的打底焊道；

S140、渗透探伤，剩余的打底焊道无裂纹；

S150、焊接上坡口，采用GTAW对上坡口进行焊接，焊接时进行打底焊接、填充焊接和盖面焊接；

S160、焊接下坡口，采用GTAW对下坡口进行焊接，焊接时进行填充焊接和/或盖面焊接；

S170、射线探伤，对所有焊道进行完全探伤，焊道不存在超标气孔、裂纹、未焊透缺陷；

S180、校正，焊接完成的独立的轮背板组件和轮盖板组件用油压机械矫正焊接变形，校正平面；

S190、加工定位槽，在轮背板组件和轮盖板组件上加工用于叶片定位的定位槽；

S200、装配叶片，将加工成型且重量一致的叶片装入到轮背板组件的定位槽内，然后采用GTAW小电流点焊，焊点均匀圆滑；

S210、装配轮盖板组件，将轮盖板组件的定位槽插到叶片上，并采用GTAW小电流点焊，焊点均匀圆滑；