Способ сборки и сварки кольцевых швов крупногабаритных конструкций

Способ сборки и сварки кольцевых швов крупногабаритных конструкций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(») 434691

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 21.07.72 (21) 1815366/25-27 (51) М. Кл. В 23k 29/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.12.74. Бюллетень ¹ 45

Дата опубликования описания 21.02.75 (53) УДК 621.791.011:

:621.791.012. .021 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Ерохин, С. Ф. Никольский, В. И. Руднев, С. И. Герман, А. Ф. Рудковский, В. В. Угольников, Н. Н. Зорев, Л. М. Яровинский, Б. Е. Патон и Б. С. Касаткин

Всесоюзный проектно-технологический институт тяжелого машиностроения и Харьковский турбинный завод им. С. М. Кирова (71) Заявители (54) СПОСОБ СБОРКИ И СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ

КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Изобретение касается сварки.

Известен способ сборки и сварки кольцевых швов крупногабаритных конструкций, преимущественно роторов турбин большой мощности из заготовок в форме полых дисков, заключающийся в последовательном присоединении друг к другу заготовок, осевом сжатии собранной конструкции для обеспечения плотного контакта по стыкуемым поверхностям, а также в сварке основных швов после снятия осевого усилия при вращении конструкции.

При изготовлении роторов по известному способу не обеспечиваются необходимые точность геометрических параметров сваренной конструкции и качество сварных соединений.

Цель изобретения — повысить точность геометрических параметров сваренной конструкции и качество сварных соединений при сборке и сварке в горизонтальном положении оси конструкции.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу осевое усилие сжатия прикладывают после присоединения каждой заготовки и поддерживают в процессе сварки корневого шва равномерно распределенным по контактным поверхностям за счет обеспечения присоединенной заготовке возможности самоустановкп при вращении.

При реализации предлагаемого способа в качестве заготовок могут быть применены полые диски, на которые в зоне, прилегающей к корневой части сварного соединения и внутренним полостям конструкции, нанесен слой материала более пластичного, чем основной материал заготовки.

Применение слоя пластичного металла обеспечивает беззазорность сборки в результате

10 смятия слоя при сжатии заготовок, что необходимо для герметизации внутренней полости ротора, заполняемой при сварке защитным газом. Кроме того, выполнение корневой зоны шва из пластичного металла позволяет про15 изводить сварку корневого шва без предварительного подогрева. Одновременно повышается эластичность ротора в направлении продольной оси и его усталостная прочность.

На фиг. 1 изображено положение соединяе20 мых заготовок перед сборкой; на фиг. 2— положение заготовок при сварке корневого шва; на фиг. 3 — разделка заготовок под сварку.

Сборка и сварка ротора по предлагаемому

2s способу производится на соорочно-сварочном стенде, оснащенном подвижными самоустанавливающимися опорами, поджимным механизмом, ооеспечивающим осевое сжатие собирае434697

15 г5

Зо

45 мых заготовок с заданным усилием, центрирующими устройствами, приводом вращения заготовок и сварочным оборудованием, Концевую заготовку ротора (хвостовик) устанавливают на две точки неподвижной опоры стенда и фиксируют положение оси измерительными приборами. Присоединяемую заготовку размещают на подвижной опоре соосно хвостовику с возможностью самоустановки по торцу хвостовика. Определяют биения опорных торцов соединяемых заготовок и ориентируют их так, чтобы плюсовое биение одного соответствовало минусовому биению другого. Нагревают посадочное отверстие хвостовика и вводят в него до упора посадочный поясок присоединяемой заготовки. В процессе формирования посадки (охлаждения отверстия) осуществляют осевое сжатие соединяемых заготовок с усилием, необходимым для обеспечения плотного контакта по стыкуемым поверхностям.

Затем присоединенную заготовку освобождают от опоры для возможности самоустановки ее относительно хвостовика под действием внутренних напряжений, возникающих при остывании отверстия. После формирования посадки производят контроль радиального биения разделки для определения начальной точки сварки в месте наибольшего биения, Сварку корневого шва производят автоматически при непрерывном вращении сжатых заготовок, осевое усилие сжатия поддерживают в процессе сварки равномерно распределенным по контактным поверхностям за счет обеспечения присоединенной заготовке возможности самоустановки при вращении. Освобождение присоединенной заготовки от опоры устраняет также влияние на режимы:сварки возникающей при вращении заготовок разнонаправленности радиальных биений опорных цилиндрических поверхностей.

После сварки корневого шва центр внешнего торца присоединенной заготовки выводят на предварительно зафиксированную приборами ось хвостовика.

Затем цикл сборки и сварки корневого шва повторяют для каждой вновь присоединяемой заготовки.

По мере приварки заготовок опоры под сваренной частью ротора перемещают по длине так, чтобы деформация от сваренной части была минимальной.

После присоединения заготовок и сварки всех корневых швов ротор нагревают и производят окончательную сварку основных швов.

Предлагаемый способ обеспечивает высокую точность геометрических параметров сварных роторов мощных паровых турбин. Например, для турбин мощностью 500000 квт ротор, состоящий из 11 дисков, имеющий длину 12 м и вес 200 т, изготовленный по предлагаемому способу при использовании дисков и хвостовиков, выполненных в зоне, прилегающей к корневой части шва и внутренним полостям, из пластичного металла, имеет радиальное биение оси 0,35 мм и несоосность дисков +0,1 мм.

Предмет изобретения

1. Способ сборки и сварки кольцевых швов крупногабаритных конструкций, преимущественно роторов турбин большой мощности из заготовок в форме полых дисков, заключающийся в последовательном присоединении друг к другу заготовок, осевом сжатии собранной конструкции для обеспечения плотного контакта по стыкуемым поверхностям, а также .в сварке основных швов после снятия осевого усилия при вращении конструкции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности геометрических параметров сваренной конструкции и качества сварных соединений при сборке и сварке в горизонтальном положении оси конструкции, осевое усилие сжатия прикладывают после присоединения каждой заготовки и поддерживают в процессе сварки корневого шва равномерно распределенным по контактным поверхностям за счет обеспечения присоединенной заготовке возможности самоустановки при вращении.

2. Способ по п. 1, о тлич а ющийся тем, что на каждую заготовку в зоне, прилегающей к корневой части .сварного соединения и внутренним полостям конструкции, наносят слой материала более пластичного, чем основной материал заготовки. 434697 з ноонае сечение ги& (/1 орнебое сечение

ырра есгнныи спой ,"ч аппа

08voe,чесал, ого,-ла/л.и 1 и,.,3

Составитель Л Коровкина 1 ехред Т. MHPPHQBR

Корректор Е. Рогайлина

Редактор H. Суханова

Заказ 153/2 Изд. № 226 Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2