低壓外缸焊接變形控制

胡立國

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱 150046）

低壓外缸焊接變形控制

胡立國

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱 150046）

分析了汽輪機低壓缸焊接變形的原因，并提出了解決措施。

低壓缸；變形；剛性

0 引言

低壓缸是汽輪機的重要組成部分，其制造的質量和精度直接關系到汽輪機的正常運行，目前低壓缸的主要瓶頸問題是焊接變形大，要保證其制造質量，控制焊接變形是非常重要的。

1 變形現狀

1）精加工后垂直法蘭、水平法蘭、臺板厚度不均勻，局部尺寸超差。

2）外缸下半（包括電端下半、中部下半和調端下半）底部的坡口無法加工出來，長度和寬度方向尺寸變形較大。

2 原因分析

1）平臺的誤差：裝配平臺有不平整度，導致裝配時各水平法蘭存在傾斜或不平。

2）來料的誤差：各零件裝配前有不平度，雖然鋼板下料后都有校平序，但是校平后不可能絕對平整，按標準公差范圍是1 m內允許有1 mm的不平整度，比較長的零件公差累積下來不平整度是比較大的。

3）結構的原因：外缸尺寸大，但是剛性差，雖然圖樣中增加了一些支撐結構，但是整體剛性還是不強，不管是對于焊接還是加工，剛性差的工件都是很容易產生變形的。

4）裝配的誤差：由于焊接裝配采用的都是卷尺測量，卷尺本身存在一定誤差，尺寸越大，誤差越大，所以裝配過程本身也存在一定誤差。

5）焊接量大：外缸零件數量多、焊接量大而且包含各種位置的焊接，焊接量越大熱輸入量越大，焊接變形也隨之加大。

6）拉筋布置不合理：裝配時拉筋的布置有不合理之處，現在的焊接工藝沒有給出拉筋布局示意圖，所以只能依靠裝配工的經驗，但是有的裝配工缺乏經驗或考慮不周全，就不能做到合理的布置拉筋。

7）焊接過程的控制：焊接過程控制不強，因為焊接參數是一個范圍，一般是150～400 A，這么大的范圍需要焊工自己根據不同的焊接位置掌控好電流，雖然現在有通過填寫施焊記錄的措施來控制焊接過程，但是實際操作時操作者具體用的電流根本無法控制。

8）熱處理變形：因為熱處理時需要將工件加熱，在高溫時，拉筋剛性減弱，由于零件自重，會產生變形，如果缸體擺放不合理，變形就會更大。熱處理變形是必然出現的，這是應力去除的過程，無法根本消除熱處理變形，但應該采取措施將其控制在允許范圍內。

3 解決措施

外缸焊后變形的原因是多方面的，特別是有些原因是無法避免的，比如說板材本身的不平整度、裝配誤差、熱處理變形、焊接過程產生的變形，因此，焊接變形是不可避免的，我們只能盡量將其控制在一個合格的范圍內，所以，我們將采取以下措施，保證缸體裝焊熱處理后的變形在標準規定的公差范圍內。

1）整理平臺、打磨裝焊平臺。工藝中增加對裝焊平臺平整度的要求，生產之前應重新測量裝焊平臺，對局部高點進行打磨，確保平臺不平整度在3 mm以內。

2）控制來料不平整度。嚴格控制來料板材的不平整度，目前的校平標準中只要求了每米內的不平整度在1 mm以內，沒有要求累積不平整度的范圍，比如6 m長的鋼板不平整按標準是否可以理解為6 mm，因此在實際生產中，我們對生產車間的要求是3 mm以內，這個已落實到校平工藝中。

3）合理的布置拉筋。根據之前的生產經驗，列出工藝拉筋清單，其中增加了一些以前沒有布置過的拉筋，制定了拉筋布局示意圖并落實到了工藝中，工藝部門跟蹤監督拉筋布局的執行情況，并實時改進，如圖1所示。

圖1 工藝拉筋

4）增加裝配測量要求。以前只有在最后交檢前有整體尺寸檢查要求，現在增加了裝配過程中的測量要求，并要求裝配工隨著裝配進度隨時填寫檢驗記錄卡，記錄卡由車間質量部和工藝部門簽字確認后方可焊接。

5）明確擺放角度。在熱處理工藝中明確了工件的擺放角度，增加了缸體與熱處理墊墩的間隙要求，并借助紅外墨線儀測量缸體水平。

6）工藝部門在焊接過程中監督控制焊接電流，隨時檢查工人施焊時的焊接參數。

7）編制了《低壓缸裝焊工藝守則》，統一規定了裝焊低壓缸的具體過程和注意事項。

4 結語

通過這次改進創新，使低壓缸焊接質量有了明顯提高，成功解決了低壓缸焊接過程中的變形問題。

（編輯 立 明）

TK269

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1002-2333（2015）07-0208-02

胡立國（1977—），男，工程師，從事汽輪機工藝制造研究工作。

2015-01-18