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焊接工艺及变形控制分析

1轴流压缩机的内部构造

轴流式压缩机效率特别高,它属于速度型压缩机均。这种压缩机被称为透平式压缩机;这种被称为速度型压缩机的应用原理就是依赖叶片与气体相结合所作的功使气体的流动速度变得更快,然后所做功由动能转变为压力能。另外一种压缩机叫作透平式压缩机,它的原理就是利用高速旋转的叶片。根据对轴流压缩机的不同运用能力的要求,所以轴流式压缩机对工艺要求高。但最重要的是轴流压缩机要有一个坚硬的外壳。以前轴流压缩机产品的机壳均为铸造结构,由于轴流压缩机外壳生产成本的价格高,而且国家又提倡环保材料的运用。所以现在的轴流压缩机的外壳变成了焊接构造结构。但是焊接结构带来的问题也巨大,尤其是在变形方面。所以一定要相比较之下找到一个方法使变形,减少。

2为什么会有焊接变形

焊接变形是指被焊工件由于不均匀温度场的作用而发生了的形状的变化以及尺寸的变化。当被焊产品冷却到初始温度,这时称之为焊接残余变形。所以在找到了焊接变形的原因之后,应该去找寻消除因残余应力的作用而引起的焊接变形。关于消除残余应力有很多方法,比如说自然时效、热时效、振动时效等,但一些时效由于自身周期太长,已经不能与市场经济的快速发展相适应,比如自然时效;热时效除了消耗能源巨大、设备资金投入需求多外,消除残余应力所产生的成效也因不同情况而发生很大的差异,其对残余应力的消除率应在35~75%之间;振动时效在对比之下使用方便,但是它的应力消除率比较低,一般在25~45%。最理想的消除应力应该是豪克能消除应力,它对残余应力的消除率可以达到85~100%,除此之外还能产生比较完美的压应力。

3焊接工艺试验

根据JB4708-2000标准的一系列要求,我们对机身外壳的主要焊缝型式进行了比较详细的分析,根据分析结果做了相关实验。为了使实验结果达到精准水平,我们采用了XD500S型熔化极气体保护焊,以及焊丝牌号ER50-6,采用(Ar)80%+(Al)20%的保护气体。具体焊接工艺参数见表1。将实验的样本按照JB4730-2000标准然后采用RT和UT进行无损检测,在样品达到了规定要求时,就要对所实验的样本进行所属性能的测试,各接头强度的详情数据见表2,冲击性能数据见表3。

4部件、组件拼接

先以中分面为基准,然后把中分法兰安置在工作平台上,最后在中分法兰上按照一定顺序进行拼焊,方法如下:(1)将左边和右边的密封板组件、锥板放在中分法兰上,然后在中分法兰之间焊缝上进行焊接;(2)将部件的外壳板拼接在中分法兰上,这样会达到焊接外壳板在内部与中分法兰焊缝的要求;(3)将组件的左侧端盖与中分法兰相连接,从而实现与壳板之间的外部焊缝;(4)将组件左侧端盖焊接到锥板上;(5)将右侧端盖与中分法兰进行焊接,并与壳板之间的外部焊缝焊接,但是由于机壳这个时候已经安置在水平工作台上了,所以要尽可能保证在工件不变动。一旦出现靠右边的端盖与靠右边的锥板之间的焊缝全都在壳体内部的情况,就要停止焊接,因为此时应焊接根本没有进行的可能性;(6)将外壳板和左右的端盖与法兰进行外部的焊缝无线焊接;(7)将机壳翻转至另一面,使其中分法兰面朝上,将壳体内所有没有进行焊接的焊缝进行焊接起来。

5结语

(1)选用(Ar)70%+(Al)30%富氩混合气体来对焊接工艺进行保护,利用这种方法来焊接这种轴流压缩机外壳,可以使焊缝质量达到理想效果,而且焊接效率也会大大提高。(2)此产品的焊接拼装合理、而且焊接顺序也符合要求,这样可以使定子外壳的焊接变形的控制更加接近完美,采用此种工艺,除了能将此类大型构件焊后的变形控制在合理范围内,还能保证后序加工需求及相关产品质量。

参考文献:

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作者:冯海林 张东波 刘振邦 单位:沈阳鼓风机集团股份有限公司

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