[发明专利]一种钣焊火焰筒套圈凸台两侧面堆焊层的夹具及方法

说明书

本发明公开了一种钣焊火焰筒套圈凸台两侧面堆焊层的夹具及方法，属于燃气轮机发动机修理领域，夹具包括基础底板、定位单元、压紧单元和辅助调节支撑单元；定位单元、压紧单元和辅助调节支撑单元相互配合，将火焰筒根据其组件状态，重新设计定位和压紧，解决了无专用工装可用的问题。该方法是在燃气发生器火焰筒修理，采用夹具定位，利用数控机床特性，对每件火焰筒套圈凸台堆焊前铣加工时，记录套圈凸台一侧对刀坐标值，火焰筒套圈凸台进行铣加工、堆焊、局部消除应力后，按对每件火焰筒套圈凸台侧面对刀坐标值，加工火焰筒套圈凸台侧面，至所记录的对应数控机床坐标值，该方法具有方案经济可靠、实用，可操作性好、完成产品质量稳定的优点。

技术领域

本发明属于燃气轮机发动机修理领域，具体涉及一种钣焊火焰筒套圈凸台两侧面堆焊层的夹具及方法。

背景技术

该某燃气轮机发动机管状钣焊火焰筒结构为分段迭加组合焊接件，由火焰筒头部组件、火焰筒中间锥筒组件和燃气导管组件三部分组成。该火焰筒燃气导管组件末端零件套圈为精密铸造扇形件，该套圈材料为10Cr30Ni50WMoAlTiNb高温合金材料，套圈上设计有一凸台，在零件状态时，铣加工保证最终设计图尺寸：宽20^-0.11_-0.24mm，有效深度7mm，凸台中心相对套圈中心对称度0.2mm。火焰筒装配焊接组合时，利用该套圈凸台做角向定位，不再进行加工。火焰筒在总装时，该火焰筒套圈凸台与涡轮1级导向器连接板上的“U”形槽配合，起定位火焰筒角向作用。火焰筒是燃气发生器中容热强度最大的一个部件,工况复杂，是燃汽轮机大修必修件之一。火焰筒大修故障种类多、故障发生部位多变。某台燃气发生器火焰筒大修故障为16件火焰筒套圈凸台两侧磨损，设计要求套圈凸台两侧各堆焊1mm厚度Co60Cr30W5司太立合金，堆焊层硬度应≥40HR，并按原设计图凸台宽20^-0.11_-0.24mm，有效深度7mm，凸台中心相对套圈中心对称度0.2mm。加工到位，保证组件装配。

该修理方案最大的技术难题是在火焰筒组件状态下，火焰筒套圈零件原有的专用工装无法使用，需依据组件的结构特征，重新设计定位、夹紧方式方法，铣加工套圈凸台两侧堆焊层，保证设计图要求。受火焰筒结构影响，该套圈凸台堆焊后，只能进行局部消除应力处理；火焰筒内、外表面涂有高温搪瓷涂层，铣床夹具装夹时，应考虑火焰筒内、外表面涂高温搪瓷涂层不能受冲击而产生高温搪瓷局部脱落；火焰筒总高达531.5mm，壁薄，刚性差，需考虑防振措施；因该修理故障发生概率极小，属于首次修理技术，也无专用工装可用。常规修理方法，设计制造一套带对刀块的专用铣床夹具，以火焰筒套圈外形和火焰筒头部内孔定位，但专用工装结构复杂，外形轮廓尺寸大，制造费用高，设计制造周期长，不能满足燃气发生器修理周期要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钣焊火焰筒套圈凸台两侧面堆焊层的夹具及方法，以解决现有技术中无专用工装进行火焰筒组件的修理，常规修理方法专用工装结构复杂，外形轮廓尺寸大，制造费用高，设计制造周期长，不能满足燃气发生器修理周期要求的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开的一种钣焊火焰筒套圈凸台两侧面堆焊层的夹具，包括：基础底板、定位单元、压紧单元和辅助调节支撑单元；定位单元、压紧单元和辅助调节支撑单元均设置在基础底板上；定位单元用于定位火焰筒的燃气导管组件一端，压紧单元用于压紧火焰筒燃气导管组件一端的小圆弧面及斜侧面的内侧和火焰筒中间锥筒组件，辅助调节支撑单元用于支撑火焰筒中间锥筒组件；

所述定位单元包括半圆定位柱和圆弧定位件，半圆定位柱和圆弧定位件均设置在基础底板上，圆弧定位件用于定位火焰筒的小圆弧面，半圆定位柱用于火焰筒的斜侧面定位；

所述压紧单元包括：长压板、第三螺杆、双头压板和若干长螺杆；双头压板固定在第三螺杆上，用于压紧小圆弧面及斜侧面，若干长螺杆设置在基础底板上，长压板固定在若干长螺杆上。