采用激光切割和電子束焊接技術(shù)制造汽輪機(jī)隔板

汽輪機(jī)隔板

1 國(guó)內(nèi)外電子束焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀 摘要綜述了電子束焊接技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展動(dòng)態(tài)。簡(jiǎn)述了電子束焊接基本 原理及國(guó)內(nèi)外研究者已取得的部分研究成果,并展望了異種材料電子束焊接技術(shù) 的研究方向。 關(guān)鍵詞電子束焊接 0引言 隨著全球工業(yè)化步伐的加快及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn),焊接這門古老而現(xiàn) 代的技術(shù)也在不斷地完善和發(fā)展,可以說焊接已在現(xiàn)代的生產(chǎn)生活中占有極為重 要的地位。近代焊接技術(shù),自1882年出現(xiàn)碳弧焊開始,迄今已經(jīng)歷了100多年的 發(fā)展歷程,為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步的需要,先后產(chǎn)生了埋弧焊、電阻焊、電 渣焊及各種氣體保護(hù)焊等一系列新的焊接方法。進(jìn)入20世紀(jì)60年代后,隨著焊 接新能源的開發(fā)和焊接新工藝的研究,等離子弧切割與焊接、真空電子束焊接及 激光焊接等高能束技術(shù)也陸續(xù)應(yīng)用到各工業(yè)部門,使焊接技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水 平。特別是近年來(lái),航空、

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組汽輪機(jī)隔板靜葉片裂紋的焊接修復(fù)

對(duì)某電廠汽輪機(jī)中壓缸第11級(jí)隔板進(jìn)行三維有限元計(jì)算,得到了該隔板的應(yīng)力分布及撓度分布.結(jié)果表明:隔板最大應(yīng)力發(fā)生在隔板外環(huán)葉片的出汽側(cè),其值為160mpa.通過對(duì)隔板的撓度試驗(yàn)數(shù)據(jù)、有限元計(jì)算結(jié)果、機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行和歷次檢修數(shù)據(jù)的分析,認(rèn)為:隔板剛度設(shè)計(jì)不足,運(yùn)行過程中應(yīng)力偏大,溫度超過467℃,而且變形過程還具有蠕變變形等特征.這表明隔板的塑性變形是由材料的蠕變變形引起的.為了保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng),建議對(duì)該級(jí)隔板進(jìn)行蠕變變形和軸向間隙量的深入計(jì)算,并對(duì)其進(jìn)行剩余壽命評(píng)估.

電子束焊接是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝。電子束發(fā)生器中的陰極加熱到一定的溫度時(shí)逸出 電子，電子在高壓電場(chǎng)中被加速，通過電磁透鏡聚焦后，形成能量密集度極高的電子束，當(dāng)電子束轟 擊焊接表面時(shí)，電子的動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使焊接件的結(jié)合處的金屬熔融，當(dāng)焊件移動(dòng)時(shí)，在焊 件結(jié)合處形成一條連續(xù)的焊縫。對(duì)于真空電子束焊機(jī)，要焊接的工件置于真空室中，一般裝夾在可直 線移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)上。焊接過程可通過觀察系統(tǒng)觀察。 電子束焊接技術(shù)因其高能量密度和優(yōu)良的焊縫質(zhì)量，率先在國(guó)內(nèi)航空工業(yè)得到應(yīng)用。先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī) 和飛機(jī)工業(yè)中已廣泛應(yīng)用了電子束焊接技術(shù)，取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，該項(xiàng)技術(shù)從上世紀(jì) 八十年代開始逐步在向民用工業(yè)轉(zhuǎn)化。汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等已廣泛應(yīng)用該技術(shù)。 我國(guó)自行研制電子束焊機(jī)始于60年代，至今已研制生產(chǎn)出不同類型和功能的電子束焊機(jī)上百臺(tái)， 并形成了一支研制生產(chǎn)的技術(shù)隊(duì)伍，能為

汽輪機(jī)組用P92鋼焊接技術(shù)的研究

機(jī)載液冷冷板要求體積小、密封性和散熱效率高。本文采用真空釬焊-電子束焊復(fù)合焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)了3a21鋁合金冷板的焊接密封,在同等散熱效率的前提下,為機(jī)載液冷冷板的進(jìn)一步微型化提供新的焊接密封方案。

日本愛海拉職業(yè)訓(xùn)練所研究了薄鋁板電子束焊的焊縫。在鋁和不銹鋼中采用了電子束焊和氣體保護(hù)鎢極弧焊,對(duì)不同的焊接速度產(chǎn)生的焊縫表面與形變進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果:用兩塊厚為0.04英時(shí)的合金板進(jìn)行電子束對(duì)焊試驗(yàn),其中一塊是鋁合金a1100p1/2硬度(含銅0.1,錳0.01,微量鎂和鉻);另一塊是合金鋼a5052p1/2硬度(含銅0.02,鎂2.4,錳0.02,硅0.09,

結(jié)合個(gè)人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)參考文獻(xiàn),以n100-90/535型產(chǎn)品為例,對(duì)汽輪機(jī)葉片發(fā)生斷裂的原因進(jìn)行剖析發(fā)現(xiàn),造成汽輪機(jī)末級(jí)葉片斷裂的重要原因就是應(yīng)力腐蝕問題.制定相應(yīng)焊接工藝,以期對(duì)汽輪機(jī)葉片實(shí)施及時(shí)的修復(fù),提高經(jīng)濟(jì)效益.

公司#3汽輪機(jī)(n30-0.98型單缸沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī))是北京重型電機(jī)廠制造生產(chǎn),該機(jī)組在運(yùn)行中突然振動(dòng)大,軸系振動(dòng)無(wú)明顯變化。2003年10月停運(yùn),并對(duì)#3機(jī)進(jìn)行專項(xiàng)檢修,檢查發(fā)現(xiàn),汽輪機(jī)末級(jí)葉片振蕩、變形,普遍拉金孔因振動(dòng)被啃痕,有一葉片發(fā)生斷損,兩葉片嚴(yán)重扭曲變形,而且這三處葉片外圈拉筋孔磨損擴(kuò)大成橢圓狀,局部拉筋斷裂,其余末級(jí)葉片均有不同程度的水蝕等異?，F(xiàn)象,嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。文章主要介紹對(duì)汽輪機(jī)末級(jí)葉片的焊接工藝。

通過分析鍛焊閘閥閥體環(huán)縫焊接產(chǎn)品模擬件的工藝特點(diǎn),采用真空電子束焊接,選用sa106b,規(guī)格為φ404mm×73mm的大口徑鋼管來(lái)模擬鍛焊閘閥的產(chǎn)品試樣,確定合理的焊接工藝參數(shù),試驗(yàn)獲得了高質(zhì)量的焊接接頭,為閥門閥體以及大厚度產(chǎn)品電子束焊接積累了經(jīng)驗(yàn)。

在汽車制造行業(yè)，將電子束焊接應(yīng)用于汽車變速箱齒輪類零件的焊接取得了一定的效果。但電子束焊接工藝較為復(fù)雜，對(duì)操作人員的要求較高，因此，探討其質(zhì)量控制顯得尤為必要。本文在參閱大量相關(guān)研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合筆者相關(guān)實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，主要從零件原材料的化學(xué)成分、熱處理狀態(tài)、清洗、齒輪零件的焊前壓配、焊縫對(duì)中和參數(shù)選擇、探傷等方面闡述了齒輪類零件電子束焊接的質(zhì)量控制。

給出電子束在束腔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方程并得出解,分析電子束在束腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的發(fā)散情況與加速電壓性能之間的關(guān)系,以及整流變壓器的變比對(duì)功率因數(shù)的影響。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)1臺(tái)120kv/12kw電子束加速用高壓直流電源,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該電源性能滿足電子束焊接裝置的要求。

介紹了用電子束焊焊接汽車空調(diào)壓縮機(jī)鋁合金活塞部件的工藝方法,就焊接過程中存在的問題進(jìn)行了分析。焊后零件通過拉伸、氣密、金相等試驗(yàn)分析,電子束焊接工藝有利于提高鋁合金活塞焊縫質(zhì)量。

利用電子束焊接方法,焊接厚6mm的ta12鈦合金板材。通過拉伸實(shí)驗(yàn)、持久實(shí)驗(yàn)和疲勞實(shí)驗(yàn)對(duì)焊接接頭的力學(xué)性能進(jìn)行研究,同時(shí)對(duì)疲勞斷口進(jìn)行分析。結(jié)果表明:在室溫和550℃時(shí),焊接接頭強(qiáng)度與母材相當(dāng);在室溫時(shí),焊接接頭的塑性與母材存在明顯差異,焊接接頭的延伸率與母材相比有所下降;而在550℃時(shí),焊接接頭塑性與母材相當(dāng)或略大。疲勞斷裂位置位于靠近熔合線附近的焊縫區(qū)域,裂紋源處于試樣亞表面處;焊縫中存在氣孔缺陷,但沒有觀察到由氣孔形成的裂紋源;在疲勞實(shí)驗(yàn)過程中氣孔起加速裂紋擴(kuò)展的作用,氣孔越靠近表面對(duì)疲勞性能的影響越大。

通過介紹用于鋼軌焊接的電子束焊機(jī)的工作原理及系統(tǒng)組成,對(duì)該焊機(jī)的控制原理和作用進(jìn)行分析,并通過使用西門子公司的s7200系列plc作為下位機(jī)控制核心,以工控機(jī)作為上位機(jī)核心和pmac運(yùn)動(dòng)控制卡為運(yùn)動(dòng)控制核心的系統(tǒng)組成,根據(jù)該焊機(jī)的使用需求設(shè)計(jì)了plc的控制軟件及上位機(jī)軟件,并對(duì)軟件進(jìn)行了詳細(xì)說明。設(shè)備運(yùn)行表明:焊機(jī)的控制系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì)合理,功能完善,工作可靠,滿足了鋼軌電子束焊接的需要。

雖然以往汽輪機(jī)隔板撓度試驗(yàn)裝置測(cè)量方便，但其隔板的安裝相對(duì)復(fù)雜，并不適合所有的汽輪機(jī)制造廠家，因此根據(jù)隔板制造廠的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一種隔板安裝更簡(jiǎn)單，操作更便捷的撓度試驗(yàn)裝置，并介紹了此裝置的組成、試驗(yàn)步驟以及試驗(yàn)情況，試驗(yàn)結(jié)果表明這種裝置和方法對(duì)隔板撓度試驗(yàn)是切實(shí)可行的。

grimbilas先生回顧說:“與以前沖壓枧加工的結(jié)果進(jìn)行比較,采用激光切割機(jī)以后,我們的加工速度明顯提高,同時(shí)也增強(qiáng)了我們?yōu)榭蛻籼峁┓?wù)的多樣性。”

我廠五連木模組的同志打破洋框框,采用熟石膏粉做汽輪機(jī)鑄造隔板泥芯盒中的葉片墊角(即小角),過去此小角是用進(jìn)口木材柚水做的,袖本每斤價(jià)格3元,熟石膏粉國(guó)內(nèi)各地均有,每斤8分。2．5萬(wàn)瓦千汽輪機(jī)共需小角320多個(gè),每個(gè)小角用木材0．025立方米,得用木材8立方米之多,用石膏小角可為國(guó)家節(jié)約大量木材,做到了“力求節(jié)省,用較少的錢辦較多的事。”

1/8 ?名稱：yag600w金屬切割機(jī) ?型號(hào)：hs-yag1530 一.激光切割機(jī)簡(jiǎn)介 yag切割機(jī)非常適用于金屬材料切割、打孔，可切8mm碳鋼，5mm不銹鋼，也可應(yīng)用 于金屬焊接，是一款多功能的加工設(shè)備。該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠、加工質(zhì)量好、效率高、 操作簡(jiǎn)單維護(hù)方便，是一款性價(jià)比非常高的產(chǎn)品。 二．激光切割機(jī)機(jī)器主要配置 主要部件簡(jiǎn)要描述備注 激光器優(yōu)級(jí)yag晶體，進(jìn)口金屬聚光腔。600w 光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)口介質(zhì)膜片保修一年 激光電源600w脈沖激光電源保修一年 專用冷卻系統(tǒng) 雙循環(huán)系統(tǒng)，熱交換鈦管，超溫報(bào)警，流 量保護(hù)、水位保護(hù)。 保修一年 伺服工作臺(tái) 滾珠絲杠（臺(tái)灣上贏）、進(jìn)口伺服（臺(tái)達(dá)）、 計(jì)算機(jī)控制 保修一年 2/8 跟蹤傳感器高精度自動(dòng)感應(yīng)保修一年 三、激光切割機(jī)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù) 激光波長(zhǎng)1064nm 激光輸出最

采用ansys有限元分析軟件,建立12mm厚tc4鈦合金平板電子束焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的三維有限元數(shù)值計(jì)算模型。模型采用圓錐體熱源考慮電子束焊接時(shí)的小孔效應(yīng);材料的熱學(xué)、力學(xué)性能參數(shù)隨溫度變化;相變和熔池內(nèi)液體的對(duì)流散熱通過比熱和熱導(dǎo)率的變化實(shí)現(xiàn)。計(jì)算結(jié)果表明:鈦合金電子束焊接時(shí),熔池呈典型的卵形分布。高值縱向殘余拉應(yīng)力集中分布在焊縫中心線兩側(cè)距焊縫中心線4mm的區(qū)域內(nèi),平板內(nèi)部出現(xiàn)接近材料屈服極限的局部三維殘余拉應(yīng)力狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)得到的焊縫宏觀形貌和小孔釋放法檢測(cè)到的焊接殘余應(yīng)力對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算結(jié)果吻合較好,證明了有限元模型的正確性。