一种冲击式转轮精焊结构的制作方法

本实用新型属于水轮机领域，尤其涉及一种冲击式转轮精焊结构。

背景技术：

冲击式转轮受交变应力幅值较大，容易产生疲劳破坏，历史上多个电站铸造水斗出现断斗事故。现阶段冲击机组转轮的主要生产方式为锻造加数控加工成型，这种加工方式基本没有材料缺陷，电站运行反馈良好，已是现在冲击转轮生产的主要方式。

转轮材料为不锈钢材质，锻造阻抗太大，国内最大锻造业绩锻件毛坯重量不到40吨，直径不超过4米。目前国内最大冲击式水轮机的单机容量为十几万千瓦，对应转轮最大直径不到4米，可满足现阶段机组生产要求。然而，随着技术的发展和国内电站的需求，急需冲击机组单机扩展到百万千瓦级别，对应整锻毛坯重量将达到200多吨，直径达到6米以上。目前国内最大自由锻压机（18500吨压力机）理论最大不锈钢锻件生产能力为100吨，产品实际需求已经远远超过设备制造能力。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种降低锻造难度、满足目前锻造设备制造能力要求的冲击式转轮精焊结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种冲击式转轮精焊结构，包括圆盘以及与圆盘独立设置的若干水斗，所述水斗围绕圆盘外圆周等角度排列，所述水斗和圆盘的拼接处在水斗正压侧设有单边u型坡口，所述水斗与圆盘在拼接处焊接固定。转轮分成了圆盘和水斗两部分，两者分别进行粗加工，之后再焊接成一体结构，应当前的锻造设备制造能力要求，可有效降低制造难度和生产成本。转轮在射流冲击下、高速旋转过程中，水斗正压侧主要受到拉应力，转轮的拼接处在水斗正压侧设计有坡口，有效保证了水斗正压侧焊缝的焊接质量。

作为优选，所述坡口内设有多道分层的焊缝，相邻的焊缝之间紧密连接成一体。拼焊缝设计为单边u型坡口结构，通过分层多道焊接将水斗和圆盘进行焊接，焊接时底部焊缝更易焊透和清根，焊缝处有效保证水斗正压侧的焊接强度。

作为优选，所述水斗和圆盘的拼接处在水斗负压侧设有底部焊接槽，所述底部焊接槽与坡口连通。通过设置底部焊接槽，便于在坡口处焊接之后观察打底焊缝质量，同时在底部焊接槽部位进行清根，去除未熔合等缺陷，将焊缝焊透有利于保证焊接质量。

作为优选，所述底部焊接槽的横截面呈弧形。

本实用新型的有益效果是：（1）采用分块焊接结构，将锻造圆盘重量减少到80多吨，符合锻造设备的制造能力要求，降低生产难度；（2）便于焊接时将焊缝焊透及清根，保证了焊缝焊接质量。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型的水斗与圆盘的焊接处结构示意图；

图3是本实用新型的水斗正压侧的焊接结构示意图；

图4是本实用新型的水斗负压侧的焊接结构示意图。

图中：圆盘1，水斗2，水斗正压侧2a，水斗负压侧2b，焊缝3，坡口4，底部焊接槽5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

一种冲击式转轮精焊结构，如图1、图2所示，包括圆盘1以及与圆盘1独立设置的若干水斗2，水斗2围绕圆盘1外圆周等角度排列。本实施例中，圆盘1的外周设有与各个水斗2对应的圆盘焊接部，圆盘焊接部凸出于圆盘1的外周，水斗2的内侧设有与圆盘焊接部配合的水斗焊接部，水斗2与圆盘1的焊接分界线呈u形，圆盘焊接部的外侧设有弧形的端部焊接面，圆盘焊接部在端部焊接面两侧分别设有平行的侧焊接面。水斗焊接部为焊接槽，焊接槽的底面与端部焊接面配合，焊接槽的侧面与侧焊接面配合。

水斗2和圆盘1的拼接处在水斗正压侧2a设有坡口4，如图3所示，坡口4的横截面呈u形，水斗2与圆盘1在拼接处焊接固定。坡口4内设有多道分层的焊缝3，相邻的焊缝之间紧密连接成一体。如图4所示，水斗2和圆盘1的拼接处在水斗负压侧2b设有底部焊接槽5，底部焊接槽5的横截面呈弧形，底部焊接槽5与坡口4连通,水斗正压侧2a的焊缝与水斗负压侧2b的焊缝连接，将拼接处焊透，保证焊缝焊接质量和可靠性。

圆盘和各个水斗可通过单独锻造生产，根据焊接和热处理可能产生的变形量大小，预留出加工余量，并完成圆盘和各个水斗的粗加工，之后在水斗和圆盘的拼接处设置坡口，坡口位于水斗的正压侧。将水斗正压侧朝上处于水平位置，对水斗和圆盘拼接处的坡口进行焊接。之后将水斗的负压侧朝上处于水平位置，对水斗和圆盘焊接处清根打磨形成底部焊接槽，底部焊接槽打磨至横截面呈弧形，最后对水斗的负压侧进行焊接，将底部焊接槽填满。

技术特征：

1.一种冲击式转轮精焊结构，其特征是，包括圆盘以及与圆盘独立设置的若干水斗，所述水斗围绕圆盘外圆周等角度排列，所述水斗和圆盘的拼接处在水斗正压侧设有单边u型坡口，所述水斗与圆盘在拼接处焊接固定。

2.根据权利要求1所述的一种冲击式转轮精焊结构，其特征是，所述坡口内设有多道分层的焊缝，相邻的焊缝之间紧密连接成一体。

3.根据权利要求1所述的一种冲击式转轮精焊结构，其特征是，所述水斗和圆盘的拼接处在水斗负压侧设有底部焊接槽，所述底部焊接槽与坡口连通。

4.根据权利要求3所述的一种冲击式转轮精焊结构，其特征是，所述底部焊接槽的横截面呈弧形。

技术总结
本实用新型公开了一种冲击式转轮精焊结构，包括圆盘以及与圆盘独立设置的若干水斗，所述水斗围绕圆盘外圆周等角度排列，所述水斗和圆盘的拼接处在水斗正压侧设有U型坡口，所述水斗与圆盘在拼接处焊接固定。本实用新型旨在提供一种降低锻造难度、满足目前锻造设备制造能力要求的冲击式转轮精焊结构。

技术研发人员：施旭明;金小锋;庄文进;花雷生;白振宇;张伟华;廖芳芳;马建峰;熊建军
受保护的技术使用者：浙江富春江水电设备有限公司
技术研发日：2019.07.16
技术公布日：2020.05.12