專利名稱：用電子束焊接的帶有坡口面結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽輪機(jī)噴嘴的焊接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
噴嘴是高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的門戶，是汽輪機(jī)的重要零部件之一，噴嘴的制造在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期采用鑲嵌式的結(jié)構(gòu)。由于這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相關(guān)零件多、裝配難度大、體積大，影響汽輪機(jī)效率的進(jìn)一步提高。
隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，真空電子束焊接的優(yōu)點(diǎn)已被充分利用，廣大設(shè)計(jì)者們考慮利用電子束焊接的優(yōu)點(diǎn)，將汽輪機(jī)噴嘴改成焊接結(jié)構(gòu)，即將噴嘴組和噴嘴室裝配焊接在一起，這樣可大大簡(jiǎn)化噴嘴的結(jié)構(gòu)，減小噴嘴的體積，提高汽輪機(jī)的工作效率。由于噴嘴的制造精度對(duì)汽輪機(jī)的工作效率和安全性影響很大，因此對(duì)焊接性能和制造精度要求很高。而許多著名的汽輪機(jī)制造廠商均考慮將把電子束焊接方法應(yīng)用到汽輪機(jī)噴嘴制造領(lǐng)域中，由原來的鑲嵌式結(jié)構(gòu)改為焊接結(jié)構(gòu)，至目前為止，在國(guó)內(nèi)汽輪機(jī)制造領(lǐng)域中，噴嘴的電子束焊接還是一片空白。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用電子束焊接的帶有坡口面結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)噴嘴，它不僅可解決汽輪機(jī)噴嘴采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相關(guān)零部件多、裝配難度大、體積大，影響汽輪機(jī)效率進(jìn)一步提高的問題，同時(shí)還可彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)汽輪機(jī)制造領(lǐng)域，汽輪機(jī)噴嘴無(wú)電子束焊接的空白。
本實(shí)用新型的噴嘴由噴嘴室和噴嘴組組成；噴嘴室與噴嘴組之間的下焊接坡口面的延長(zhǎng)線交于噴嘴的Y向中心軸線的E點(diǎn)上，E點(diǎn)至噴嘴的中心點(diǎn)0之間的距離H為1100mm，下焊接坡口面與過E點(diǎn)的Z1方向線之間的夾角α為40°，噴嘴室與噴嘴組之間的上焊接坡口面的延長(zhǎng)線交于噴嘴101的Y向中心軸線的F點(diǎn)上，F(xiàn)點(diǎn)位于E點(diǎn)的上方，F(xiàn)點(diǎn)至E點(diǎn)的距離h為5mm，上焊接坡口面與過F點(diǎn)的Z2方向線之間的夾角β為40°。
本實(shí)用新型具有以下有益效果一、本實(shí)用新型采用當(dāng)今世界上最為先進(jìn)的焊接方法——電子束焊接，經(jīng)過長(zhǎng)期研究和試驗(yàn)，最終確定了汽輪機(jī)噴嘴電子束焊接的坡口結(jié)構(gòu)形式，這樣在保證汽輪機(jī)噴嘴焊接質(zhì)量和方便裝配的同時(shí)，還使噴嘴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，減小了噴嘴的體積，并且便于對(duì)噴嘴室進(jìn)行防護(hù)，實(shí)現(xiàn)了在真空條件下，用電子束一次完成兩條焊縫的焊接。二、本實(shí)用新型完全解決了噴嘴組和噴嘴室裝配困難、無(wú)法進(jìn)行噴嘴室內(nèi)部防護(hù)、以及一次真空焊接兩條焊縫等問題。通過對(duì)噴嘴電子束焊接坡口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了噴嘴制造加工技術(shù)的改進(jìn)，使電子束焊接噴嘴的優(yōu)越性得以充分的體現(xiàn)。通過實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)了本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)用性。三、上焊接坡口面和下焊接坡口面分別設(shè)置在過E點(diǎn)的Z1方向線的上下兩側(cè)，上焊接坡口面與過F點(diǎn)的Z2方向線之間的夾角β和下焊接坡口面與過E點(diǎn)的Z1方向線之間的夾角α均為40°，使焊接過程中穿透的束流近似匯交于一點(diǎn)，這樣可以采用較細(xì)的棒材，彎制成弧形襯于噴嘴室內(nèi)部，進(jìn)行穿透束流的防護(hù)，電子束焊接完成后，細(xì)的鋼棒可以方便地通過手孔從噴嘴室中取出，從而解決了電子束焊接噴嘴防護(hù)難的問題。四、本實(shí)用新型成功地解決了汽輪機(jī)噴嘴一次性焊接與焊接裝配之間的矛盾，保證了噴嘴裝配間隙的合格，即使噴嘴組在加工過程中出現(xiàn)相對(duì)較大的變形，也不會(huì)有裝不進(jìn)去的現(xiàn)象發(fā)生。五、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了噴嘴電子束焊接的方便、快捷、高效、保質(zhì)的目標(biāo)，它不僅大幅度地提高了電子束焊前的裝配精度，縮短了噴嘴電子束焊接的生產(chǎn)周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也有顯著的提高，同時(shí)，還提高了汽輪機(jī)的制造水平，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的重大突破，對(duì)國(guó)內(nèi)汽輪機(jī)制造業(yè)的發(fā)展也將起到推動(dòng)作用。


圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是圖2的B部放大圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1～圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的噴嘴101由噴嘴室1和噴嘴組2組成；噴嘴室1與噴嘴組2之間的下焊接坡口面3的延長(zhǎng)線交于噴嘴101的Y向中心軸線的E點(diǎn)上，E點(diǎn)至噴嘴101的中心點(diǎn)0之間的距離H為1100mm，下焊接坡口面3與過E點(diǎn)的Z1方向線之間的夾角α為40°，噴嘴室1與噴嘴組2之間的上焊接坡口面4的延長(zhǎng)線交于噴嘴101的Y向中心軸線的F點(diǎn)上，F(xiàn)點(diǎn)位于E點(diǎn)的上方，F(xiàn)點(diǎn)至E點(diǎn)的距離h為5mm，上焊接坡口面4與過F點(diǎn)的Z2方向線之間的夾角β為40°。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的下焊接坡口面3的里端點(diǎn)G交于以噴嘴101的中心點(diǎn)O為圓心、直徑Φ1為1014mm的圓周上。采用上述技術(shù)參數(shù)，便于對(duì)噴嘴組2的坡口面與噴嘴1的坡口面之間的焊接定位。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的上焊接坡口面4的里端點(diǎn)N交于以噴嘴101的中心點(diǎn)O為圓心、直徑Φ2為1196mm的圓周上。采用上述技術(shù)參數(shù)，便于對(duì)噴嘴組2的坡口面與噴嘴1的坡口面之間的焊接定位。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
焊接時(shí)，利用幾何中的互余關(guān)系，將噴嘴101放在可變位的轉(zhuǎn)臺(tái)上，調(diào)整好后將變位轉(zhuǎn)臺(tái)偏轉(zhuǎn)50°角后進(jìn)行外弧的水平焊接，焊接完外弧后進(jìn)行內(nèi)弧的焊接，噴嘴的材料為1Cr9MoVNiN、噴嘴的厚度為45mm、焊接真空度為7.4×10-4mbar、焊接電壓U＝55kV、聚焦電流J1＝2.10A、焊接速度F＝200mm/min、焊接距離d＝220mm、焊接電流Im＝260mA、偏擺在X方向的幅值Vx＝1.8、偏擺在Y方向的幅值Vy＝2.O、圓形波的掃描頻率f＝420HZ。
權(quán)利要求1.一種用電子束焊接的帶有坡口面結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)噴嘴，所述的噴嘴(101)由噴嘴室(1)和噴嘴組(2)組成；其特征在于噴嘴室(1)與噴嘴組(2)之間的下焊接坡口面(3)的延長(zhǎng)線交于噴嘴(101)的Y向中心軸線的E點(diǎn)上，E點(diǎn)至噴嘴(101)的中心點(diǎn)0之間的距離H為1100mm，下焊接坡口面(3)與過E點(diǎn)的Z1方向線之間的夾角α為40°，噴嘴室(1)與噴嘴組(2)之間的上焊接坡口面(4)的延長(zhǎng)線交于噴嘴(101)的Y向中心軸線的F點(diǎn)上，F(xiàn)點(diǎn)位于E點(diǎn)的上方，F(xiàn)點(diǎn)至E點(diǎn)的距離h為5mm，上焊接坡口面(4)與過F點(diǎn)的Z2方向線之間的夾角β為40°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電子束焊接的帶有坡口面結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)噴嘴，其特征在于下焊接坡口面(3)的里端點(diǎn)G交于以噴嘴(101)的中心點(diǎn)O為圓心、直徑Ф1為1014mm的圓周上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電子束焊接的帶有坡口面結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)噴嘴，其特征在于上焊接坡口面(4)的里端點(diǎn)N交于以噴嘴(101)的中心點(diǎn)O為圓心、直徑Ф2為1196mm的圓周上。
專利摘要用電子束焊接的帶有坡口面結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)噴嘴，它涉及一種汽輪機(jī)噴嘴的焊接結(jié)構(gòu)。針對(duì)汽輪機(jī)噴嘴的鑲嵌式結(jié)構(gòu)，存在裝配難度大、體積大的問題。噴嘴室(1)與噴嘴組(2)之間的下焊接坡口面(3)的延長(zhǎng)線交于噴嘴(101)的Y向中心軸線的E點(diǎn)上，E點(diǎn)至噴嘴(101)的中心點(diǎn)0之間的距離H為1100mm，下焊接坡口面(3)與過E點(diǎn)的Z1方向線之間的夾角α為40°，噴嘴室(1)與噴嘴組(2)之間的上焊接坡口面(4)的延長(zhǎng)線交于噴嘴(101)的Y向中心軸線的F點(diǎn)上，F(xiàn)點(diǎn)位于E點(diǎn)的上方，F(xiàn)點(diǎn)至E點(diǎn)的距離h為5mm，上焊接坡口面(4)與過F點(diǎn)的Z2方向線之間的夾角β為40°。本實(shí)用新型用電子束一次完成焊接噴嘴兩條焊縫，解決了電子束焊接噴嘴防護(hù)難的問題，由電子束焊接成的噴嘴，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小。
文檔編號(hào)F01D9/02GK2926518SQ20062002108
公開日2007年7月25日 申請(qǐng)日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者宮在龍, 李全華, 楊浩, 徐濤 申請(qǐng)人:哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司