双叶片式组焊方法与流程

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及双叶片式组焊方法。

背景技术：

双叶片式水轮机的转轮包括下环、上冠和叶片，其中叶片包括了长叶片和短叶片，因此叫做“双叶式”。双叶式水轮机的叶片在焊接过程中，为了保证水轮机的工作性能，对长叶片和短叶片的分布位置具有严格要求。

现有转轮叶片的焊接技术中，通常采用上冠、下环、叶片整体装配的方式，叶片靠近水轮机中心的一端为出水端（即出水边），远离水轮机中心的一端为进水端（即头部），但是对于开档小、空间狭窄的转轮，采用这样的焊接手法很难保证长叶片和短叶片连接在相应的位置处，导致长叶片与短叶片的定位精度低，影响水轮机的装配质量。

技术实现要素：

本发明意在提供双叶片式组焊方法，以在焊接时，提高对叶片的定位精度，提高水轮机的装配质量。

为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：双叶片式组焊方法，包括长叶片焊接和短叶片焊接，长叶片焊接包括以下步骤：

a、下环固定；

b、标记投影点，在下环的内曲面上，划出待焊接部位处长叶片的投影点，并标记好；

c、定位，将长叶片定位至下环上，使长叶片与投影点相重合，将长叶片的出水边和头部分别抵紧，抵紧作用力分别朝向长叶片的前侧和后侧；

d、检测与调整，检测长叶片头部、出水边与下环交点的高度和直径尺寸，若超出设定参数范围，对长叶片的位置进行调整，调整时，调节对长叶片头部和出水边的抵紧作用力，使长叶片发生偏移；

e、焊接；

短叶片焊接中，重复上述步骤a~e。

本方案的原理及优点是：1、采用标记投影的方式，对叶片的连接位置进行初步定位，能够明显缩小叶片的放置范围，便于将叶片直接放置于下环的待焊接部位上，相比直接焊接的方式，能够有效避免焊接位置发生严重偏移的问题，保证连接位置的准确性。2、采用异向的抵紧力分别作用于叶片的头部和出水边，当改变作用力的大小时，能够使叶片发生摆动，从而对叶片进行位置的调整，使得叶片得以落至设定的偏移范围内，提高叶片的加工精度，利于水轮机装配质量的提高。

优选的，作为一种改进，步骤a中，将下环固定在一底板上，在底板上安装芯轴，使下环中心部位的轴心线与芯轴在同一直线上，然后将芯轴固定在下环上。芯轴一方面能够对下环进行固定，防止下环在焊接叶片的过程中发生位移，另一方面能够对下环进行轴向定位，确保步骤d中的检测精度。

优选的，作为一种改进，步骤a中，在芯轴上套接套筒，套筒与芯轴之间转动连接，在套筒上连接出水边长型线样板，在下环外侧的底板上设置头部断面长型线样板，在头部断面长型线样板上设置夹槽；步骤c中，将长叶片的出水边靠近出水边长型线样板，长叶片的出水边与出水边长型线样板之间具有间隙，并将长叶片的头部用螺钉抵紧在夹槽内，长叶片的头部与夹槽的侧壁之间具有间隙；步骤d中，调整时，改变螺钉位于夹槽内的长度，同时旋转套筒使长叶片的出水边发生偏移；短叶片焊接中，将出水边长型线样板替换为与短叶片匹配的出水边短型线样板，并将头部断面长型线样板替换为与短叶片匹配的头部断面短型线样板。通过旋转套筒可使出水边长型线样板推动长叶片的出水边发生偏移，调节螺钉可使螺钉推动头部发生移动，从而可对叶片进行偏移调整，既便于操作，又保证了调整的效果，避免调整程度过大而造成叶片发生更严重的位置偏移问题。

优选的，作为一种改进，步骤b中，投影点包括长叶片的头部在下环上的投影点p和长叶片的出水边在下环上的投影点q，步骤c中，定位时，将长叶片的头部与p点重合，长叶片的出水边与q点重合。通过p点和q点对叶片的头部和出水边进行定位，能够确保叶片落入了焊接的范围内，提高对叶片的焊接精度。

优选的，作为一种改进，底板上设有定位圈，芯轴靠近下环的一端设有压板，芯轴通过压板与下环连接。压板能够增大芯轴与下环之间的接触面积，从而增强对下环的固定作用。

优选的，作为一种改进，步骤a之前还有叶片加工步骤，加工时，使用三轴数控机床进行叶片加工。通过数控机床能够保证叶片头部、正、背面型线、出水边和坡口尺寸加工精度较高，提高叶片的加工质量，使其在搭焊时能实现精确调整。

优选的，作为一种改进，步骤e中，采用点焊进行焊接。点焊能够保持叶片在焊接过程中位置的稳定，防止叶片发生偏移，提高叶片的焊接精度。

附图说明

图1为本发明实施例中焊接装置的剖面图。

图2为本发明实施例中焊接装置的俯视图。

图3为图2中局部a的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：下环1、底板2、芯轴3、压板4、套筒5、出水边型线样板6、头部断面型线样板7、夹槽8、螺钉9、长叶片10。

双叶片式组焊方法，使用三轴数控机床进行叶片加工，叶片焊接使用如图1、图2和图3共同所示的焊接装置进行加工，该焊接装置包括底板2，底板2上设有定位圈，底板2右部焊接有导柱，导柱上焊接有长连板，长连板左端连接有芯轴3，芯轴3中部套接有套筒5，套筒5转动连接在芯轴3上，套筒5上用螺栓固定安装有出水边型线样板6，芯轴3下端焊接有压板4，在底板2的左部焊接有支撑座，支撑座上焊接有头部断面型线样板7，如图2中局部a的放大图所示，头部断面型线样板7上设有夹槽8，夹槽8内螺纹连接有螺钉9。

双叶片式组焊方法包括长叶片焊接和短叶片焊接，长叶片焊接时，出水边型线样板6为与长叶片10匹配的出水边长型线样板，头部断面型线样板7为与长叶片10匹配的头部断面长型线样板，长叶片焊接包括以下操作步骤：

a、下环固定，将下环1吊装于底板2上，使下环1的下表面与底板2上的定位圈相贴，将压板4压在下环1上，使下环1中心部位的轴心线与芯轴3在同一竖向直线上，并将压板4与下环1之间用螺栓固定；

b、标记投影点，在下环1的内曲面上，划出待焊接部位处长叶片10的投影点，投影点包括长叶片10的头部在下环1上的投影点p和长叶片10的出水边在下环1上的投影点q，并用样冲分别标记好；

c、定位，将长叶片10吊装定位至下环1上，使长叶片10与投影点相重合，长叶片10的头部与p点重合，且长叶片10的头部用螺钉9抵紧在夹槽8内，长叶片10的头部与夹槽8的侧壁之间具有间隙，并将长叶片10的出水边与q点重合，将长叶片10的出水边靠近出水边长型线样板，长叶片10的出水边与出水边长型线样板之间具有间隙，螺钉9和出水边长型线样板分别位于长叶片10的后侧和前侧；

d、检测与微调，检测长叶片10的头部、出水边与下环1交点的高度和直径尺寸，若超出设定参数范围，对长叶片10的位置进行微调，微调时，改变螺钉9位于夹槽8内的长度，同时旋转套筒5使长叶片10的出水边发生偏移；

e、焊接，采用点焊进行焊接。

在短叶片焊接中，将出水边长型线样板替换为与短叶片匹配的出水边短型线样板，并将头部断面长型线样板替换为与短叶片匹配的头部断面短型线样板，然后重复上述步骤a~e进行短叶片的焊接。

测量短叶片和相邻长叶片10之间的开口值，使其满足设定尺寸，最后在长叶片10、短叶片的出水边上焊上支撑架，防止焊接过程叶片发生变形。

采用该搭焊方法后，双叶片的高度尺寸和叶片开口尺寸的精度可达0.5～1mm，加工精度高，保证了长叶片、短叶片头部和出口尺寸的高度一致性，对于中小型转轮，提升了水轮机的加工精度，达到了较高的装配质量。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。