在現(xiàn)在的傳統(tǒng)離心式葉輪焊接工藝中,很多時(shí)候會出現(xiàn)離心式葉輪在焊接過程出現(xiàn)葉輪變形現(xiàn)象，從而導(dǎo)致葉輪的報(bào)廢率比較高，后來為防止葉輪變形,一般是按圖紙要求先將葉輪后盤與葉片、前盤與葉片點(diǎn)固成形,然后用胎具進(jìn)行剛性固定后再焊接。該方法會給施工帶來以下困難:

(1)由于葉輪前、后盤間距小,會增加焊接難度,同時(shí)還會增加焊后清理和檢查的難度;

(2)由于胎具的投資大,很難一次性投入大量胎具,造成生產(chǎn)量大,而使工期安排困難;

(3)由于生產(chǎn)的葉輪種類多,必須要準(zhǔn)備多種類型的胎具,生產(chǎn)資金占用大;

(4)單純使用剛性固定法控制變形,容易造成焊后存在較大的殘余應(yīng)力,會對葉輪安全運(yùn)行帶來隱患,還必須得在焊后帶胎具進(jìn)行退火處理,工期長、占用資金多。

因此,青島德弘利風(fēng)機(jī)通過對葉輪焊接中變形的原因進(jìn)行分析,對工藝做了改進(jìn)。

葉輪在焊接中會產(chǎn)生以下變形:

(1) 葉片與前、后盤為角焊縫形式,焊接時(shí)焊縫角變形會造成葉片的偏斜,影響葉輪質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)還會造成前盤與后盤偏心,影響整體的安裝質(zhì)量;

(2)葉片與前、后盤焊接時(shí),會造成前、后盤的波浪變形,影響了葉輪質(zhì)量;

(3)焊后殘余焊接應(yīng)力過大,會造成葉輪運(yùn)行中的應(yīng)力釋放,產(chǎn)生新的變形,破壞了原有的平衡,從而造成風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)和溫升超標(biāo),嚴(yán)重時(shí)會造成風(fēng)機(jī)飛車。因此,在組焊的工藝上必須得控制好角變形,減少波浪變形,并消除殘余應(yīng)力。

(1) 先按圖紙將葉片與后盤進(jìn)行點(diǎn)固 , 調(diào)整好葉片與后盤的角度,然后將后盤旋轉(zhuǎn)到平臺上,用固定夾具對后盤進(jìn)行剛性固定?？紤]到焊接時(shí)焊工都習(xí)慣采用從內(nèi)圈向外圈方向焊接,從而會產(chǎn)生徑向翹曲的情況。因此,在內(nèi)圈固定前先在內(nèi)圈下墊 δ = 5mm 的鋼板 , 形成 2°～ 3°的預(yù)置變形量。焊接前, 在葉片上端用 δ = 12mm 的鋼板 ( 剪切成 20mm 寬的長條,長度視葉片間距選擇)點(diǎn)固一圈。

(2) 焊接時(shí)選擇2名以上的焊工同時(shí)施焊,并采用對稱分段焊接的方法 ( 即將葉輪在圓度上進(jìn)行均分,2名焊工施焊時(shí)角變形方向相互抵消),焊接時(shí)要求焊接工藝參數(shù)相同,焊接速度相同。這樣,由于2名焊工同時(shí)施焊,焊接角變形的方向相對,角變形量基本相似,角變形就可以通過葉片上端的固定板條相互抵消,從而解決了葉片角變形的問題;同時(shí),由于采用了分段焊接,并且在焊接過程中嚴(yán)格控制了焊接參數(shù)的選擇,從而減少了在圓周方向上的后盤波浪變形,也減少了焊后殘余應(yīng)力量。

(3) 葉片與后盤焊接好后,進(jìn)行清理和檢查合格后要按焊接順序,在徑向用火焰進(jìn)行均勻加熱,溫度應(yīng)在退火溫度范圍內(nèi),這樣就消除了部分焊后殘余應(yīng)力。加熱后,待溫度冷卻之后再磨除葉片上端的點(diǎn)固板條 ,按圖紙將前盤點(diǎn)固到葉片上,然后拆除后盤加固。

(4)將拼裝后的葉輪固定到胎具上,焊接前盤與葉片角焊縫,焊接時(shí)的順序和方法同焊接葉輪后盤與葉片角焊縫相同 ,并且要嚴(yán)格控制焊接參數(shù)。焊接后,在清理和檢查消缺后按焊接順序,同后盤處理時(shí)一樣,在徑向用火焰進(jìn)行均勻加熱,溫度在退火溫度范圍內(nèi),冷卻后拆除固定胎具。

四、效果驗(yàn)證

采用上述工藝措施后 ,對其效果進(jìn)行了驗(yàn)證。經(jīng)過對 10 個(gè)直徑2m左右的離心式葉輪的變形量進(jìn)行了實(shí)際測量,葉片基本沒有產(chǎn)生角變形,前、后盤波浪變形也控制在 2mm 以內(nèi),在控制變形方面確實(shí)起到了很好的效果。由于采用新工藝后在每臺葉輪焊接中使胎具占用時(shí)間減少了一半以上 ,同時(shí)又不用帶胎具進(jìn)行整體退火處理 ,這就大大減少了葉輪生產(chǎn)因胎具影響工期的情況 ;由于不用進(jìn)行焊后整體退火,還減少了大量費(fèi)用。而且,新工藝簡化了焊接操作難度,焊縫質(zhì)量也比以往有了很大提高。