一種汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具的制作方法
【專利摘要】一種汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，包括底板和弧形彈簧壓板，底板下面的四個(gè)角均設(shè)有支座，每個(gè)支座沿底板的寬度方向上均設(shè)有螺紋孔，底板上均勻連接有3根螺桿，兩端的螺桿上分別設(shè)有彈簧；弧形彈簧壓板上均勻設(shè)有與螺桿位置相對(duì)應(yīng)的三個(gè)孔，3根螺桿穿過三個(gè)孔，3根螺桿上均設(shè)有螺母，螺母與弧形彈簧壓板緊密接觸，弧形彈簧壓板上設(shè)有兩個(gè)不銹鋼線圈，不銹鋼線圈的兩端通過調(diào)節(jié)螺釘連接。本實(shí)用新型采用彈簧壓緊方式將彈簧壓力轉(zhuǎn)化為釬焊過程對(duì)焊縫的壓力，保證各段焊縫受力一致，從而得到均勻的釬焊焊縫；且夾具為組合式可拆卸獨(dú)立元件結(jié)構(gòu)，靈活性強(qiáng)，能夠滿足不同尺寸的汽輪機(jī)葉片的釬焊要求。
【專利說明】一種汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽輪機(jī)葉片補(bǔ)焊修復(fù)加工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽輪機(jī)內(nèi)飽和蒸汽膨脹做功，穿過飽和線后，會(huì)有水滴凝結(jié)析出使水蒸汽濕度增加。若汽輪機(jī)內(nèi)濕度過大，汽輪機(jī)末級(jí)葉片會(huì)發(fā)生水滴侵蝕。由液滴或連續(xù)水流高速?zèng)_擊到固體材料表面使其破壞稱為水滴沖蝕。發(fā)生在汽輪機(jī)末級(jí)葉片上的水滴沖蝕，簡(jiǎn)稱水蝕。目前末級(jí)葉片的水蝕問題是全世界的難題。汽輪機(jī)末級(jí)葉片水蝕所形成的鋸齒狀毛刺會(huì)造成應(yīng)力集中和減少葉型根部截面的面積，影響葉片的振動(dòng)特性，極大地降低了葉片的強(qiáng)度，使葉柵的氣動(dòng)性能惡化，級(jí)效率下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起葉片的斷裂破壞而導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)等惡性事故。
[0003]目前汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的防侵、腐蝕主要分為兩種:一種是采用去濕設(shè)計(jì)，以降低流通中的水分；另一種是選用抗侵蝕材料。針對(duì)已經(jīng)發(fā)生侵蝕破壞的葉片，采用葉片表面鑲嵌司太立合金片來提高葉片的抗水蝕能力，延長(zhǎng)葉片的壽命，是目前比較普遍的方法。
[0004]葉片表面鑲嵌司太立合金片普遍采用釬焊方式，目前汽輪機(jī)葉片的現(xiàn)場(chǎng)釬焊，普遍采用簡(jiǎn)易鋼制勾具來實(shí)現(xiàn)司太立合金片與葉片的貼合。這種工具完全由手工操作，不僅重復(fù)性差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且得到的釬焊焊縫厚度不均勻，焊縫質(zhì)量較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，解決了現(xiàn)有采用鋼制勾具實(shí)現(xiàn)司太立合金片與葉片的貼合，得到的釬焊焊縫厚度不均勻，焊縫質(zhì)量較低的問題。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，包括底板和弧形彈簧壓板，底板下面的四個(gè)角均設(shè)有支座，每個(gè)支座沿底板的寬度方向上均設(shè)有螺紋孔，底板上均勻連接有3根螺桿，兩端的螺桿上分別設(shè)有彈簧；弧形彈簧壓板上均勻設(shè)有與螺桿位置相對(duì)應(yīng)的三個(gè)孔，3根螺桿穿過三個(gè)孔，3根螺桿上均設(shè)有螺母，螺母與弧形彈簧壓板緊密接觸，弧形彈簧壓板上設(shè)有兩個(gè)不銹鋼線圈，不銹鋼線圈的兩端通過調(diào)節(jié)螺釘連接。
[0007]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
[0008]底板與支座通過気弧焊連接。
[0009]底板與螺桿通過螺紋連接。
[0010]兩個(gè)不銹鋼線圈分別放置在相鄰的兩根螺桿之間。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，采用了彈簧壓緊方式，將彈簧的壓力有效轉(zhuǎn)化為釬焊過程對(duì)焊縫的壓力，保證了司太立合金片和葉片之間的定位以及釬焊過程中的變形協(xié)調(diào)，各段焊縫受力一致，從而得到均勻的釬焊焊縫；且夾具為組合式可拆卸獨(dú)立元件結(jié)構(gòu)，靈活性強(qiáng)，能夠滿足不同尺寸的汽輪機(jī)葉片的釬焊要求，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可靠性強(qiáng)，成本低，使用壽命長(zhǎng)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是圖1的左視圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具中不銹鋼線圈的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具與葉片、司太立合金片的裝配方式示意圖。
[0016]圖中，1.支座，2.螺紋孔，3.底板，4.彈簧，5.弧形彈簧壓板，6.螺桿，7.螺母，
8.不銹鋼線圈，9.調(diào)節(jié)螺釘，10.葉片，11.司太立合金片。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]本實(shí)用新型汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，參見附圖1和圖2，包括底板3和弧形彈簧壓板5，底板3下面的四個(gè)角均設(shè)有支座1，底板3與支座I通過氬弧焊連接，每個(gè)支座I沿底板的寬度方向上均設(shè)有螺紋孔2，底板3上均勻連接有3根螺桿6，底板3與螺桿6通過螺紋連接，兩端的螺桿6上分別設(shè)有彈簧4 ;弧形彈簧壓板5上均勻設(shè)有與螺桿6位置相對(duì)應(yīng)的三個(gè)孔，3根螺桿6穿過三個(gè)孔，3根螺桿6上均設(shè)有螺母7，螺母7與弧形彈簧壓板5緊密接觸，弧形彈簧壓板5上設(shè)有兩個(gè)不銹鋼線圈8，兩個(gè)不銹鋼線圈8分別放置在相鄰的兩根螺桿6之間，如圖3所示，每個(gè)不銹鋼線圈8的兩端通過調(diào)節(jié)螺釘9連接。
[0019]如圖4所示，本實(shí)用新型汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具的使用步驟如下:
[0020](I)對(duì)葉片10上需要釬焊的部位和司太立合金片11內(nèi)表面進(jìn)行打磨，以露出基體材料金屬光澤為止；打磨之后用無水乙醇對(duì)葉片10釬焊表面和司太立合金片11內(nèi)表面進(jìn)行清洗，去除雜質(zhì)和油污；按照葉片10釬焊部位的形狀對(duì)司太立合金片11進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)司太立合金片11與葉片10釬焊部位的貼合；
[0021](2)將夾具固定在與葉片10釬焊部位相對(duì)的一側(cè)，采用螺栓穿過支座I上的螺紋孔2并擰緊，實(shí)現(xiàn)夾具與葉片的固定；
[0022](3)通過不銹鋼線圈8將葉片10、司太立合金片11和夾具形成固定連接，然后將釬料、釬劑均勻填充在釬焊焊縫中；此時(shí)不銹鋼線圈8處于放松狀態(tài)，并未受到拉力作用；
[0023](4)進(jìn)一步微調(diào)司太立合金片11與葉片10之間的間隙，滿足要求后旋下螺桿6上的螺母7，螺母7旋入的過程中，壓縮彈簧4做功；通過測(cè)量螺母7的旋入深度以保持兩個(gè)彈簧4壓縮量一致；旋入調(diào)節(jié)螺釘9，以減少不銹鋼線圈8的有效半徑，從而保持不銹鋼線圈8處于拉緊狀態(tài)；然后旋出螺母7，此時(shí)彈簧4的壓力傳遞到不銹鋼線圈8上，因此不銹鋼線圈8對(duì)司太立合金片11的壓力增加，不銹鋼線圈8傳遞到合金片上的壓力保證了司太立合金片11與葉片10的緊密貼合；
[0024]夾具實(shí)現(xiàn)了彈簧4的壓力最終轉(zhuǎn)化為司太立合金片11上的壓力；由于司太立合金片11與不銹鋼線圈8是面接觸，因此整個(gè)釬焊過程中，釬焊焊縫所受到的壓力均勻，從而可以得到厚度均勻的釬焊焊縫；
[0025](5)將高頻感應(yīng)機(jī)的感應(yīng)線圈均勻的放置在司太立合金片11四周，調(diào)整線圈形狀，以保證線圈與司太立合金片11之間的間距一致；
[0026](6)線圈通電，通過渦流對(duì)釬焊焊縫進(jìn)行加熱，在達(dá)到釬焊溫度后，釬料熔化，由于夾具上的彈簧4始終處于壓縮狀態(tài)，因此不銹鋼線圈8始終處于拉伸狀態(tài)，而司太立合金片11始終受到壓力作用，從而多余的釬料在壓力作用下被擠出焊縫，保溫20-45S后，關(guān)閉高頻感應(yīng)機(jī)，等到釬焊焊縫處溫度低于20(TC后，拆下夾具；
[0027](7)釬焊焊縫及其周圍溫度降到室溫后，用砂輪對(duì)釬焊焊縫進(jìn)行打磨。打磨完畢后進(jìn)行射線檢測(cè)，以判斷釬焊焊縫質(zhì)量是否合格。
[0028]由于釬焊過程中，釬焊夾具主體部位并未進(jìn)行加熱，僅不銹鋼線圈8處進(jìn)行了加熱，因此該夾具的重復(fù)使用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好。
[0029]本實(shí)用新型汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，通過不銹鋼線圈8實(shí)現(xiàn)了夾具、葉片和司太立合金片之間的固定連接，釬焊焊縫質(zhì)量的好壞，與釬焊過程中司太立合金片11與葉片10之間的壓緊方式和壓緊力有關(guān)，釬焊過程中，需要對(duì)司太立合金片11施加一定程度的壓力，以擠出焊縫中多余的液態(tài)金屬，得到均勻的焊縫。司太立合金片11上所施加的壓力通過不銹鋼線圈8直接傳遞。不銹鋼線圈8上的壓力由夾具上的彈簧4壓縮產(chǎn)生。整個(gè)釬焊過程中，彈簧4提供所有的焊縫壓緊動(dòng)力來源，彈簧4的壓力通過螺母7進(jìn)行控制。
[0030]由于壓力最終是由彈簧4產(chǎn)生的，因此通過測(cè)定每個(gè)螺母7的旋入量可以控制彈簧壓力的大小，最終控制司太立合金片11上的壓緊力大小，保證釬焊焊縫的厚度一致。這是保證釬焊質(zhì)量的重要措施。因?yàn)閵A緊力過大會(huì)使熔化釬料流淌過多；加緊力過小則會(huì)造成熔化釬料擠出少釬料層過厚，大大降低司太立合金片與葉片的結(jié)合強(qiáng)度。
[0031]本實(shí)用新型中彈簧4提供葉片釬焊過程所需的壓力，通過改變彈簧4的壓縮量調(diào)節(jié)彈簧壓力的大小。彈簧4外徑27mm,內(nèi)徑13.5mm,壓縮量15.4mm,高度80mm。彈簧4的使用壽命為100次釬焊循環(huán)。
[0032]本實(shí)用新型中弧形彈簧壓板5的材料為Q235鋼，由040mmX3mm的鋼管加工而成，弧形彈簧壓板5的長(zhǎng)度和底板3相同。彈簧4位于底板3和弧形彈簧壓板5之間，其中弧形彈簧壓板5為上下可活動(dòng)結(jié)構(gòu)，弧形彈簧壓板5向下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)彈簧4的壓縮。
[0033]本實(shí)用新型中不銹鋼線圈8，寬度為12mm，材料為304不銹鋼。不銹鋼線圈8上配有調(diào)節(jié)螺釘9，通過調(diào)節(jié)螺釘9的旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)不銹鋼線圈8的有效半徑。
[0034]本實(shí)用新型汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0035](I)本實(shí)用新型夾具將彈簧4的壓力通過不銹鋼線圈8轉(zhuǎn)化為對(duì)釬焊焊縫的壓力；精確控制彈簧4的壓縮高度，保證釬焊焊縫所受壓力的一致性，最終得到厚度均勻的釬焊焊縫；
[0036](2)本實(shí)用新型夾具除了不銹鋼線圈8在釬焊過程中受到加熱作用外，其余部件均遠(yuǎn)離熱源，因此夾具使用壽命長(zhǎng)；
[0037](3)可以根據(jù)汽輪機(jī)葉片釬焊焊縫長(zhǎng)度，合理配套夾具的數(shù)量。夾具重量輕，尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便，滿足汽輪機(jī)葉片的現(xiàn)場(chǎng)釬焊，實(shí)用性強(qiáng)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，其特征在于，包括底板(3)和弧形彈簧壓板(5)，所述底板(3)下面的四個(gè)角均設(shè)有支座(1)，每個(gè)支座(1)沿底板的寬度方向上均設(shè)有螺紋孔(2)，所述底板(3)上均勻連接有3根螺桿(6)，兩端的螺桿(6)上分別設(shè)有彈簧(4);所述弧形彈簧壓板(5)上均勻設(shè)有與螺桿(6)位置相對(duì)應(yīng)的三個(gè)孔，3根螺桿(6)穿過所述三個(gè)孔，3根螺桿(6)上均設(shè)有螺母(7)，所述螺母(7)與所述弧形彈簧壓板(5)緊密接觸，所述弧形彈簧壓板(5)上設(shè)有兩個(gè)不銹鋼線圈(8)，所述不銹鋼線圈(8)的兩端通過調(diào)節(jié)螺釘(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，其特征在于，所述底板(3)與支座(1)通過氬弧焊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，其特征在于，所述底板(3)與螺桿(6)通過螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)葉片釬焊司太立合金片用夾具，其特征在于，兩個(gè)所述不銹鋼線圈(8)分 別放置在相鄰的兩根螺桿(6)之間。
【文檔編號(hào)】B23K37/04GK203853648SQ201420246676
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】張敏, 褚巧玲, 李繼紅, 邢奎, 陳引妮, 劉明志 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)