東汽低壓缸焊接工藝

■ 劉洋

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1. 概述

汽輪機低壓缸分為外缸、內缸、內缸隔熱板等幾部分，內缸分為上半和下半，是該機組中結構最復雜的部件，對焊接外觀和內在質量要求都較高，焊接難度非常大，極易產生變形。因此，為了控制變形注意以下兩點：①分析總結易變性的原因，并制定總體組焊順序，降低各種變形因素。②焊接作業時要嚴格按照焊接參數和預熱溫度執行。

2. 技術難點

低壓內缸上半和下半現場施工情況如圖1、圖2所示。由圖可知，汽輪機低壓內缸具有以下特點：①整體結構復雜緊湊。②內部空間位置狹小。③剛性大，焊接時容易產生應力集中。④外觀尺寸大。⑤水平中分面法蘭采用焊接式結構。

低壓內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，焊接應力的產生和分布極為復雜，導致多種焊接變形及裂紋的產生。經分析，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，易產生外漲變形。④進汽口部分如果兩邊焊接不對稱，易發生傾斜。⑤水平法蘭鋼板較厚，焊接拘束度大，焊接后易產生裂紋。⑥中間持環與水平法蘭焊接量大，剛性拘束度大，極易產生裂紋。

3. 組焊順序及焊接施工

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

圖1 低壓內缸上半

圖2 低壓內缸下半

表1 焊接參數

圖3 東汽缸低壓內缸上半制造流程

焊接作業時焊材嚴格使用規定的材料，焊條在使用前應按要求進行預熱、烘干，用保溫筒領用，隨用隨取。CO2焊絲采用實芯焊絲ER50—6。厚板按要求進行預熱，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，檢查員要嚴格控制。

另外，鋼板焊接要按表2預熱，部件必須多次翻轉，滿足焊接位置要求，使焊接位置最合理，依據不同位置進行焊接參數的選擇，保證焊接質量，同時達到對變形的更好控制。

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

汽輪機殼體各部分在焊接時，水平接觸面接口焊縫需要注意，滿足添平即可，因為其平面要進行加工。

4. 結語

按照上述提供工藝流程的組焊順序、焊前預熱溫度和焊接參數進行施焊，可滿足汽輪機內缸焊接要求并且此工藝流程作為模板已成功應用于實際生產中，取得了很好的效果。