东汽低压缸焊接工艺

2018-10-08刘洋

金属加工(热加工) 2018年9期

■ 刘洋

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1. 概述

汽轮机低压缸分为外缸、内缸、内缸隔热板等几部分，内缸分为上半和下半，是该机组中结构最复杂的部件，对焊接外观和内在质量要求都较高，焊接难度非常大，极易产生变形。因此，为了控制变形注意以下两点：①分析总结易变性的原因，并制定总体组焊顺序，降低各种变形因素。②焊接作业时要严格按照焊接参数和预热温度执行。

2. 技术难点

低压内缸上半和下半现场施工情况如图1、图2所示。由图可知，汽轮机低压内缸具有以下特点：①整体结构复杂紧凑。②内部空间位置狭小。③刚性大，焊接时容易产生应力集中。④外观尺寸大。⑤水平中分面法兰采用焊接式结构。

低压内缸大量采用中大厚度钢板，整体尺寸大，刚度分布不均匀，接头形式多种多样，焊接应力的产生和分布极为复杂，导致多种焊接变形及裂纹的产生。经分析，主要有以下6种焊接变形及裂纹趋势：①整体尺寸收缩，易产生长度方向及高度方向的变形。②径向筋板各档之间扭曲、偏斜，导致尺寸与图样不符。③端部垂直法兰中间部分因焊接量大，易产生外涨变形。④进汽口部分如果两边焊接不对称，易发生倾斜。⑤水平法兰钢板较厚，焊接拘束度大，焊接后易产生裂纹。⑥中间持环与水平法兰焊接量大，刚性拘束度大，极易产生裂纹。

3. 组焊顺序及焊接施工

低压内缸上半的制造流程类似，具体焊接参数如表1所示。低压内缸上半的制造流程如图3所示。

图1 低压内缸上半

图2 低压内缸下半

表1 焊接参数

图3 东汽缸低压内缸上半制造流程

焊接作业时焊材严格使用规定的材料，焊条在使用前应按要求进行预热、烘干，用保温筒领用，随用随取。CO2焊丝采用实芯焊丝ER50—6。厚板按要求进行预热，每焊一层要用气刮铲清渣，然后再焊下一层。焊缝必须采用多层多道焊接，绝不允许大电流施焊，检查员要严格控制。

另外，钢板焊接要按表2预热，部件必须多次翻转，满足焊接位置要求，使焊接位置最合理，依据不同位置进行焊接参数的选择，保证焊接质量，同时达到对变形的更好控制。

所有熔透焊缝，焊完一面后，另一面要清根后进行焊接。另外按照焊接原则，合理组立顺序，尽可能使构件能够自由收缩，构件钢性最大的部位最后焊接，由中间向两侧对称进行焊接，先焊对接焊缝，再焊角焊缝，先焊短焊缝再焊长焊缝，先焊对接焊缝，后焊环焊缝。当存在焊接应力时，先焊拉应力区，后焊剪应力和压应力区。所有焊缝要包角，每条焊缝必须封头；指定焊缝区域的两端头应该刨去10mm宽度，主要是指缸体的水平接触面焊缝，以达到防止焊接缺陷目的。角焊缝组装间隙为0～3mm，当间隙超过3mm，需进行堆焊，砂轮打磨，保证间隙在规定范围内。

汽轮机壳体各部分在焊接时，水平接触面接口焊缝需要注意，满足添平即可，因为其平面要进行加工。