低压外缸焊接变形控制

胡立国

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046）

低压外缸焊接变形控制

胡立国

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨 150046）

分析了汽轮机低压缸焊接变形的原因，并提出了解决措施。

低压缸；变形；刚性

0 引言

低压缸是汽轮机的重要组成部分，其制造的质量和精度直接关系到汽轮机的正常运行，目前低压缸的主要瓶颈问题是焊接变形大，要保证其制造质量，控制焊接变形是非常重要的。

1 变形现状

1）精加工后垂直法兰、水平法兰、台板厚度不均匀，局部尺寸超差。

2）外缸下半（包括电端下半、中部下半和调端下半）底部的坡口无法加工出来，长度和宽度方向尺寸变形较大。

2 原因分析

1）平台的误差：装配平台有不平整度，导致装配时各水平法兰存在倾斜或不平。

2）来料的误差：各零件装配前有不平度，虽然钢板下料后都有校平序，但是校平后不可能绝对平整，按标准公差范围是1 m内允许有1 mm的不平整度，比较长的零件公差累积下来不平整度是比较大的。

3）结构的原因：外缸尺寸大，但是刚性差，虽然图样中增加了一些支撑结构，但是整体刚性还是不强，不管是对于焊接还是加工，刚性差的工件都是很容易产生变形的。

4）装配的误差：由于焊接装配采用的都是卷尺测量，卷尺本身存在一定误差，尺寸越大，误差越大，所以装配过程本身也存在一定误差。

5）焊接量大：外缸零件数量多、焊接量大而且包含各种位置的焊接，焊接量越大热输入量越大，焊接变形也随之加大。

6）拉筋布置不合理：装配时拉筋的布置有不合理之处，现在的焊接工艺没有给出拉筋布局示意图，所以只能依靠装配工的经验，但是有的装配工缺乏经验或考虑不周全，就不能做到合理的布置拉筋。

7）焊接过程的控制：焊接过程控制不强，因为焊接参数是一个范围，一般是150～400 A，这么大的范围需要焊工自己根据不同的焊接位置掌控好电流，虽然现在有通过填写施焊记录的措施来控制焊接过程，但是实际操作时操作者具体用的电流根本无法控制。

8）热处理变形：因为热处理时需要将工件加热，在高温时，拉筋刚性减弱，由于零件自重，会产生变形，如果缸体摆放不合理，变形就会更大。热处理变形是必然出现的，这是应力去除的过程，无法根本消除热处理变形，但应该采取措施将其控制在允许范围内。

3 解决措施

外缸焊后变形的原因是多方面的，特别是有些原因是无法避免的，比如说板材本身的不平整度、装配误差、热处理变形、焊接过程产生的变形，因此，焊接变形是不可避免的，我们只能尽量将其控制在一个合格的范围内，所以，我们将采取以下措施，保证缸体装焊热处理后的变形在标准规定的公差范围内。

1）整理平台、打磨装焊平台。工艺中增加对装焊平台平整度的要求，生产之前应重新测量装焊平台，对局部高点进行打磨，确保平台不平整度在3 mm以内。

2）控制来料不平整度。严格控制来料板材的不平整度，目前的校平标准中只要求了每米内的不平整度在1 mm以内，没有要求累积不平整度的范围，比如6 m长的钢板不平整按标准是否可以理解为6 mm，因此在实际生产中，我们对生产车间的要求是3 mm以内，这个已落实到校平工艺中。

3）合理的布置拉筋。根据之前的生产经验，列出工艺拉筋清单，其中增加了一些以前没有布置过的拉筋，制定了拉筋布局示意图并落实到了工艺中，工艺部门跟踪监督拉筋布局的执行情况，并实时改进，如图1所示。

图1 工艺拉筋

4）增加装配测量要求。以前只有在最后交检前有整体尺寸检查要求，现在增加了装配过程中的测量要求，并要求装配工随着装配进度随时填写检验记录卡，记录卡由车间质量部和工艺部门签字确认后方可焊接。

5）明确摆放角度。在热处理工艺中明确了工件的摆放角度，增加了缸体与热处理垫墩的间隙要求，并借助红外墨线仪测量缸体水平。

6）工艺部门在焊接过程中监督控制焊接电流，随时检查工人施焊时的焊接参数。

7）编制了《低压缸装焊工艺守则》，统一规定了装焊低压缸的具体过程和注意事项。

4 结语

通过这次改进创新，使低压缸焊接质量有了明显提高，成功解决了低压缸焊接过程中的变形问题。

（编辑 立 明）

TK269

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1002-2333（2015）07-0208-02

胡立国（1977—），男，工程师，从事汽轮机工艺制造研究工作。

2015-01-18