以前，在大型電站里使用的離心風(fēng)機(jī)葉輪的焊接工藝中，為了葉輪的變形，常常是按圖紙的要求先將葉輪后盤和葉片，前盤和葉片點(diǎn)固成形，之后再用胎具進(jìn)行剛性固定后再焊接。
但這個(gè)方法會給施工帶來以下困難：
(1)由于葉輪前、后盤間距小，會增加焊接難度，同時(shí)還會增加焊后清理和檢查的難度。
(2)由于胎具的投資大，很難一次性投入大量胎具，造成生產(chǎn)量大，而使工期安排困難。
(3)由于生產(chǎn)的葉輪種類多，必須要準(zhǔn)備多種類型的胎具，生產(chǎn)資金占用大。
(4)單純使用剛性固定法控制變形，容易造成焊后存在較大的殘余應(yīng)力，會對葉輪安全運(yùn)行帶來隱患，還必須得在焊后帶胎具進(jìn)行退火處理，工期長、占用資金多。因此，我廠通過對葉輪焊接中變形的原因進(jìn)行分析,對工藝做了改進(jìn)。
一、葉輪焊接變形的原因分析
葉輪在焊接中會產(chǎn)生以下變形：
(1) 葉片與前、后盤為角焊縫形式，焊接時(shí)焊縫角變形會造成葉片的偏斜，影響葉輪質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會造成前盤與后盤偏心，影響整體的安裝質(zhì)量。
(2)葉片與前、后盤焊接時(shí)，會造成前、后盤的波浪變形,影響了葉輪質(zhì)量。
(3)焊后殘余焊接應(yīng)力過大，會造成葉輪運(yùn)行中的應(yīng)力釋放，產(chǎn)生新的變形，破壞了原有的平衡，從而造成風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)和溫升超標(biāo)，嚴(yán)重時(shí)會造成風(fēng)機(jī)飛車。因此，在組焊的工藝上必須得控制好角變形，減少波浪變形,并消除殘余應(yīng)力。
二、工藝措施
(1) 先按圖紙將葉片與后盤進(jìn)行點(diǎn)固，調(diào)整好葉片與后盤的角度,然后將后盤旋轉(zhuǎn)到平臺上，用固定夾具對后盤進(jìn)行剛性固定。考慮到焊接時(shí)焊工都習(xí)慣采用從內(nèi)圈向外圈方向焊接，從而會產(chǎn)生徑向翹曲的情況。
因此，在內(nèi)圈固定前先在內(nèi)圈下墊 δ = 5mm 的鋼板，形成 2°～ 3°的預(yù)置變形量。焊接前，在葉片上端用 δ = 12mm 的鋼板點(diǎn)固一圈。
(2) 焊接時(shí)選擇2名以上的焊工同時(shí)施焊，并采用對稱分段焊接的方法，焊接時(shí)要求焊接工藝參數(shù)相同,焊接速度相同。
這樣，由于2名焊工同時(shí)施焊,焊接角變形的方向相對，角變形量基本相似，角變形就可以通過葉片上端的固定板條相互抵消，從而解決了葉片角變形的問題。
同時(shí)，由于采用了分段焊接，并且在焊接過程中嚴(yán)格控制了焊接參數(shù)的選擇，從而減少了在圓周方向上的后盤波浪變形，也減少了焊后殘余應(yīng)力量。
(3) 葉片與后盤焊接好后，進(jìn)行清理和檢查合格后要按焊接順序，在徑向用火焰進(jìn)行均勻加熱，溫度應(yīng)在退火溫度范圍內(nèi)，這樣就消除了部分焊后殘余應(yīng)力。
加熱后，待溫度冷卻之后再磨除葉片上端的點(diǎn)固板條，按圖紙將前盤點(diǎn)固到葉片上，然后拆除后盤加固。
(4)將拼裝后的葉輪固定到胎具上，焊接前盤與葉片角焊縫，焊接時(shí)的順序和方法同焊接葉輪后盤與葉片角焊縫相同，并且要嚴(yán)格控制焊接參數(shù)。
焊接后，在清理和檢查消缺后按焊接順序，同后盤處理時(shí)一樣，在徑向用火焰進(jìn)行均勻加熱，溫度在退火溫度范圍內(nèi)，冷卻后拆除固定胎具。如果在生產(chǎn)中無法安排2名以上的焊工施焊。
其實(shí)，也可以安排1名焊工施焊，在焊接前可以在3～5片葉片的左右側(cè)點(diǎn)固支撐架以控制角變形，但焊接順序最好與 2 名焊工時(shí)相同。
三、效果驗(yàn)證
采用上述工藝措施后，對其效果進(jìn)行了驗(yàn)證。經(jīng)過對 10 個(gè)直徑2m左右的離心式葉輪的變形量進(jìn)行了實(shí)際測量，葉片基本沒有產(chǎn)生角變形。前、后盤波浪變形也控制在 2mm 以內(nèi)，在控制變形方面確實(shí)起到了很好的效果。同時(shí)，通過以上葉輪在電廠實(shí)際運(yùn)行 1 年以上情況的監(jiān)測,沒有出現(xiàn)因?yàn)闅堄鄳?yīng)力影響風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行的情況，這說明在消除殘余應(yīng)力方面也達(dá)到了預(yù)期效果。
