高强度叶轮焊接及消除应力方法.pdf

本发明公开了一种高强度叶轮焊接及消除应力方法，其特征是：首先是焊接叶轮与后盘，焊接时，先将叶轮与后盘进行点固，并调整好角度和变形量，然后是进行对称焊接，焊接好后进行退火；其次是焊接叶轮与前盘，先将拼装后的叶轮固定到胎具上，然后焊接前盘与叶片角焊缝，焊接顺序和方法同焊接后盘与叶轮；再其次是整体应力消除，先将工件放在炉膛中，逐渐升温至590－620℃，升温速度140－160℃/h，保温1.5－2.5小时，再随炉冷却至常温。其有益效果为：保证了焊缝强度与高强度材料相近，可用于高强度材料的焊接。减少了焊接后的剩余应力，也保持了材料的高强度性能，解决了消除应力和保持高强度的矛盾。

1、  一种高强度叶轮焊接及消除应力方法，其特征是：首先是焊接叶轮与后盘，焊接时，先将叶轮与后盘进行点固，并调整好角度和变形量，然后是进行对称焊接，焊接好后进行退火；其次是焊接叶轮与前盘，先将拼装后的叶轮固定到胎具上，然后焊接前盘与叶片角焊缝，焊接顺序和方法同焊接后盘与叶轮；再其次是整体应力消除，先将工件放在炉膛中，逐渐升温至590-620℃，升温速度140-160℃/h，保温1.5-2.5小时，再随炉冷却至常温。

2、  根据权利要求1所述的高强度叶轮焊接及消除应力方法，其特征是：随炉冷却至常温的冷却速度为140-160℃/h。

3、  根据权利要求1或2所述的高强度叶轮焊接及消除应力方法，其特征是：调整变形量的方法是在内圈下垫钢板，以形成2°-3°的预置变形量。

4、  根据权利要求1或2所述的高强度叶轮焊接及消除应力方法，其特征是：焊接好后的退火是指：在叶片与盘焊接好后，在径向用焊枪火焰进行均匀加热，温度应在退火范围内。

5、  根据权利要求1或2所述的高强度叶轮焊接及消除应力方法，其特征是：在整体应力消除时，逐渐升温至590-620℃，升温速度140-160℃/h，保温1.8-2.2小时，再随炉冷却至常温，冷却速度为140-160℃/h。

6、  根据权利要求1或2所述的高强度叶轮焊接及消除应力方法，其特征是：焊接时的工艺参数为：焊接电流为180-200A；焊接速度为220-250mm/min；焊接电压为25-32V；焊缝宽度为15-20mm。

高强度叶轮焊接及消除应力方法
技术领域：
本发明涉及机械加工中的焊接技术，是一种风机部件的焊接加工技术，具体地说，是一种高强度叶轮焊接及消除应力方法。
背景技术：
电站风机是制造加工要求比较高地产品，由于其具有高的转速和频繁变化的负荷，致使对此类风机叶轮的强度要求特别高，为了解决强度问题，通常选用高强度材料作为叶轮的叶片和前盘，但这同时又对叶片与前盘、叶轮于轮盘的焊接工艺，以及叶轮整体的应力消除工艺提出了更高的要求，往往由于对焊接工艺或应力消除工艺的把握不好而导致叶轮产生不应有的变形，最终造成产品的报废。
发明内容：
本发明的目的是提供一种保证焊缝强度，减少焊接后的剩余应力，同时又保持了材料的高强度性能的高强度叶轮焊接及消除应力方法。
本发明的技术解决方案是：一种高强度叶轮焊接及消除应力方法，其特征是：首先是焊接叶轮与后盘，焊接时，先将叶轮与后盘进行点固，并调整好角度和变形量，然后是进行对称焊接，焊接好后进行退火；其次是焊接叶轮与前盘，先将拼装后的叶轮固定到胎具上，然后焊接前盘与叶片角焊缝，焊接顺序和方法同焊接后盘与叶轮；再其次是整体应力消除，先将工件放在炉膛中，逐渐升温至590-620℃，升温速度140-160℃/h，保温1.5-2.5小时，再随炉冷却至常温。
本发明中所述的随炉冷却至常温的冷却速度为120-180℃/h。调整变形量的方法是在内圈下垫钢板，以形成2°-3°的预置变形量。焊接好后的退火是指：在叶片与盘焊接好后，在径向用焊枪火焰进行均匀加热，温度应在退火范围内。在整体应力消除时，还可以逐渐升温至590-620℃，升温速度140-160℃/h，保温1.8-2.2小时，再随炉冷却至常温，冷却速度为140-160℃/h。焊接时的工艺参数为：焊接电流为180-200A；焊接速度为220-250mm/min；焊接电压为25-32V；焊缝宽度为15-20mm。
本发明的有益效果为：保证了焊缝强度与高强度材料相近，可用于高强度材料的焊接。减少了焊接后的剩余应力，也保持了材料的高强度性能，解决了消除应力和保持高强度的矛盾。
以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明：
具体实施方式：
实施例一：
首先是焊接叶轮与后盘，焊接时，先将叶轮与后盘进行点固，并调整好角度和变形量，然后是进行对称焊接，焊接好后进行退火；其次是焊接叶轮与前盘，先将拼装后的叶轮固定到胎具上，然后焊接前盘与叶片角焊缝，焊接顺序和方法同焊接后盘与叶轮；再其次是整体应力消除，先将工件放在炉膛中，逐渐升温至590-620℃，升温速度140-160℃，保温1.8-2.2小时，再随炉冷却至常温，冷却速度为140-160℃/h。调整变形量的方法是在内圈下垫钢板(如5mm)，以形成2°-3°的预置变形量。焊接好后的退火是指：在叶片与盘焊接好后，在径向用焊枪火焰进行均匀加热，温度应在退火范围内。在整体应力消除时，焊接时的工艺参数为：焊接电流为180-200A；焊接速度为220-250mm/min；焊接电压为25-32V；焊缝宽度为15-20mm。
实施例二：
首先是焊接叶轮与后盘，焊接时，先将叶轮与后盘进行点固，并调整好角度和变形量，然后是进行对称焊接，焊接好后进行退火；其次是焊接叶轮与前盘，先将拼装后的叶轮固定到胎具上，然后焊接前盘与叶片角焊缝，焊接顺序和方法同焊接后盘与叶轮；再其次是整体应力消除，先将工件放在炉膛中，逐渐升温至590℃，升温速度120℃，保温1.5小时，再随炉冷却至常温。所述的随炉冷却至常温的冷却速度为120℃/h。调整变形量的方法是在内圈下垫钢板(如5mm)，以形成2°-3°的预置变形量。焊接好后的退火是指：在叶片与盘焊接好后，在径向用焊枪火焰进行均匀加热，温度应在退火范围内。焊接时的工艺参数为：焊接电流为180A；焊接速度为220mm/min；焊接电压为25V；焊缝宽度为15mm。
实施例三：
首先是焊接叶轮与后盘，焊接时，先将叶轮与后盘进行点固，并调整好角度和变形量，然后是进行对称焊接，焊接好后进行退火；其次是焊接叶轮与前盘，先将拼装后的叶轮固定到胎具上，然后焊接前盘与叶片角焊缝，焊接顺序和方法同焊接后盘与叶轮；再其次是整体应力消除，先将工件放在炉膛中，逐渐升温至600℃，升温速度150℃/h，保温2小时，再随炉冷却至常温。所述的随炉冷却至常温的冷却速度为150℃/h。调整变形量的方法是在内圈下垫钢板(如5mm)，以形成2°-3°的预置变形量。焊接好后的退火是指：在叶片与盘焊接好后，在径向用焊枪火焰进行均匀加热，温度应在退火范围内。焊接时的工艺参数为：焊接电流为190A；焊接速度为235mm/min；焊接电压为28.5V；焊缝宽度为17.5mm。
实施例四：
首先是焊接叶轮与后盘，焊接时，先将叶轮与后盘进行点固，并调整好角度和变形量，然后是进行对称焊接，焊接好后进行退火；其次是焊接叶轮与前盘，先将拼装后的叶轮固定到胎具上，然后焊接前盘与叶片角焊缝，焊接顺序和方法同焊接后盘与叶轮；再其次是整体应力消除，先将工件放在炉膛中，逐渐升温至620℃，升温速度160℃/h，保温2.5小时，再随炉冷却至常温。所述的随炉冷却至常温的冷却速度为160℃/h。调整变形量的方法是在内圈下垫钢板(如5mm)，以形成2°-3°的预置变形量。焊接好后的退火是指：在叶片与盘焊接好后，在径向用焊枪火焰进行均匀加热，温度应在退火范围内。焊接时的工艺参数为：焊接电流为200A；焊接速度为250mm/min；焊接电压为32V；焊缝宽度为20mm。
实施例五：
首先是焊接叶轮与后盘，焊接时，先将叶轮与后盘进行点固，并调整好角度和变形量，然后是进行对称焊接，焊接好后进行退火；其次是焊接叶轮与前盘，先将拼装后的叶轮固定到胎具上，然后焊接前盘与叶片角焊缝，焊接顺序和方法同焊接后盘与叶轮；再其次是整体应力消除，先将工件放在炉膛中，逐渐升温至590℃，升温速度140℃/h，保温1.8小时，再随炉冷却至常温，冷却速度为140℃/h。调整变形量的方法是在内圈下垫钢板(如5mm)，以形成2°-3°的预置变形量。焊接好后的退火是指：在叶片与盘焊接好后，在径向用焊枪火焰进行均匀加热，温度应在退火范围内。在整体应力消除时，焊接时的工艺参数为：焊接电流为180A；焊接速度为220mm/min；焊接电压为25V；焊缝宽度为15mm。
实施例六：
首先是焊接叶轮与后盘，焊接时，先将叶轮与后盘进行点固，并调整好角度和变形量，然后是进行对称焊接，焊接好后进行退火；其次是焊接叶轮与前盘，先将拼装后的叶轮固定到胎具上，然后焊接前盘与叶片角焊缝，焊接顺序和方法同焊接后盘与叶轮；再其次是整体应力消除，先将工件放在炉膛中，逐渐升温至620℃，升温速度155℃/h，保温2.2小时，再随炉冷却至常温，冷却速度为155℃/h。调整变形量的方法是在内圈下垫钢板(如5mm)，以形成2°-3°的预置变形量。焊接好后的退火是指：在叶片与盘焊接好后，在径向用焊枪火焰进行均匀加热，温度应在退火范围内。在整体应力消除时，焊接时的工艺参数为：焊接电流为200A；焊接速度为250mm/min；焊接电压为32V；焊缝宽度为20mm。