東汽低壓缸焊接工藝

■ 劉洋

掃碼了解更多

1. 概述

汽輪機(jī)低壓缸分為外缸、內(nèi)缸、內(nèi)缸隔熱板等幾部分，內(nèi)缸分為上半和下半，是該機(jī)組中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的部件，對(duì)焊接外觀和內(nèi)在質(zhì)量要求都較高，焊接難度非常大，極易產(chǎn)生變形。因此，為了控制變形注意以下兩點(diǎn)：①分析總結(jié)易變性的原因，并制定總體組焊順序，降低各種變形因素。②焊接作業(yè)時(shí)要嚴(yán)格按照焊接參數(shù)和預(yù)熱溫度執(zhí)行。

2. 技術(shù)難點(diǎn)

低壓內(nèi)缸上半和下半現(xiàn)場施工情況如圖1、圖2所示。由圖可知，汽輪機(jī)低壓內(nèi)缸具有以下特點(diǎn)：①整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜緊湊。②內(nèi)部空間位置狹小。③剛性大，焊接時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。④外觀尺寸大。⑤水平中分面法蘭采用焊接式結(jié)構(gòu)。

低壓內(nèi)缸大量采用中大厚度鋼板，整體尺寸大，剛度分布不均勻，接頭形式多種多樣，焊接應(yīng)力的產(chǎn)生和分布極為復(fù)雜，導(dǎo)致多種焊接變形及裂紋的產(chǎn)生。經(jīng)分析，主要有以下6種焊接變形及裂紋趨勢：①整體尺寸收縮，易產(chǎn)生長度方向及高度方向的變形。②徑向筋板各檔之間扭曲、偏斜，導(dǎo)致尺寸與圖樣不符。③端部垂直法蘭中間部分因焊接量大，易產(chǎn)生外漲變形。④進(jìn)汽口部分如果兩邊焊接不對(duì)稱，易發(fā)生傾斜。⑤水平法蘭鋼板較厚，焊接拘束度大，焊接后易產(chǎn)生裂紋。⑥中間持環(huán)與水平法蘭焊接量大，剛性拘束度大，極易產(chǎn)生裂紋。

3. 組焊順序及焊接施工

低壓內(nèi)缸上半的制造流程類似，具體焊接參數(shù)如表1所示。低壓內(nèi)缸上半的制造流程如圖3所示。

圖1 低壓內(nèi)缸上半

圖2 低壓內(nèi)缸下半

表1 焊接參數(shù)

圖3 東汽缸低壓內(nèi)缸上半制造流程

焊接作業(yè)時(shí)焊材嚴(yán)格使用規(guī)定的材料，焊條在使用前應(yīng)按要求進(jìn)行預(yù)熱、烘干，用保溫筒領(lǐng)用，隨用隨取。CO2焊絲采用實(shí)芯焊絲ER50—6。厚板按要求進(jìn)行預(yù)熱，每焊一層要用氣刮鏟清渣，然后再焊下一層。焊縫必須采用多層多道焊接，絕不允許大電流施焊，檢查員要嚴(yán)格控制。

另外，鋼板焊接要按表2預(yù)熱，部件必須多次翻轉(zhuǎn)，滿足焊接位置要求，使焊接位置最合理，依據(jù)不同位置進(jìn)行焊接參數(shù)的選擇，保證焊接質(zhì)量，同時(shí)達(dá)到對(duì)變形的更好控制。

所有熔透焊縫，焊完一面后，另一面要清根后進(jìn)行焊接。另外按照焊接原則，合理組立順序，盡可能使構(gòu)件能夠自由收縮，構(gòu)件鋼性最大的部位最后焊接，由中間向兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行焊接，先焊對(duì)接焊縫，再焊角焊縫，先焊短焊縫再焊長焊縫，先焊對(duì)接焊縫，后焊環(huán)焊縫。當(dāng)存在焊接應(yīng)力時(shí)，先焊拉應(yīng)力區(qū)，后焊剪應(yīng)力和壓應(yīng)力區(qū)。所有焊縫要包角，每條焊縫必須封頭；指定焊縫區(qū)域的兩端頭應(yīng)該刨去10mm寬度，主要是指缸體的水平接觸面焊縫，以達(dá)到防止焊接缺陷目的。角焊縫組裝間隙為0～3mm，當(dāng)間隙超過3mm，需進(jìn)行堆焊，砂輪打磨，保證間隙在規(guī)定范圍內(nèi)。

汽輪機(jī)殼體各部分在焊接時(shí)，水平接觸面接口焊縫需要注意，滿足添平即可，因?yàn)槠淦矫嬉M(jìn)行加工。

4. 結(jié)語

按照上述提供工藝流程的組焊順序、焊前預(yù)熱溫度和焊接參數(shù)進(jìn)行施焊，可滿足汽輪機(jī)內(nèi)缸焊接要求并且此工藝流程作為模板已成功應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，取得了很好的效果。