本发明公开了一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，包括以下步骤：（1）分别对前汽缸以及后汽缸进行精加工，并分别对其加工坡口；（2）前汽缸与后汽缸组合后，其外侧法兰面用锁紧螺栓螺接固定；（3）用与母材相匹配的氩弧焊焊丝对对合中分面侧边进行封焊工艺加强焊缝，焊后的工艺加强焊缝余高大于5mm，熔宽大于10mm；（4）采用精密脉冲氩弧焊焊接方法进行内流道焊缝焊接，打底层用奥氏体不锈钢焊丝进行内流道打底层焊缝，盖面焊用与母材相匹配的强度焊丝进行流道盖面层焊缝。本发明操作方便，不受场地限制，焊后变形小，焊接质量合格。
1.一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其特征在于包括以下步骤：（1）分别对前汽缸以及后汽缸进行精加工，并分别对其加工坡口；
（2）前汽缸与后汽缸组合后，其外侧法兰面用锁紧螺栓螺接固定；
（3）用与母材相匹配的氩弧焊焊丝对对合中分面侧边进行封焊工艺加强焊缝，焊后的工艺加强焊缝余高大于5mm，熔宽大于10mm；
（4）采用精密脉冲氩弧焊焊接方法进行内流道焊缝焊接，打底层用奥氏体不锈钢焊丝进行内流道打底层焊缝，盖面焊用与母材相匹配的强度焊丝进行流道盖面层焊缝；
（4.1）在焊接前先对缸体外壁进行预热处理，预热时从缸体外侧面中心位置往两侧进行加热，且其加热温度控制在200 250℃；
（4.2）缸体外侧面充分热透后对内流道进行预热，使用氧乙炔进行加热，且内流道预热温度控制在150℃以内，加热时从内流道坡口中心分别往两侧进行加热；
（4.3）预热后需立即进行焊接，先采用直径为φ3.2mm的打底焊焊丝焊接内流道打底层焊缝，焊接时控制线能量及焊接顺序；
（4.4）用保温棉覆盖在内流道打底层焊缝上进行缓冷，完全冷却后做着色探伤检查；
（4.5）内流道打底层焊缝无缺陷后，重复上述步骤进行重新预热，预热后立即焊接流道盖面层焊缝。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其特征在于：在上述步骤（1）中，前汽缸以及后汽缸的水平法兰中分面端面跳动控制在0.02mm以内；加工坡口不限于车加工，但不可以动火加工。
3.根据权利要求1所述的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其特征在于：在上述步骤（1）中，内流道坡口分别单独加工出，且其坡面角度均为30°，并组合成一体后坡口角度为60°，坡口深度为5mm。
4.根据权利要求1所述的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其特征在于：在上述步骤（3）中，封焊前先用氧乙炔对外侧法兰面进行加热处理，且其加热温度控制在150℃以内，并加热时来回扫掠加热。
5.根据权利要求1所述的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其特征在于：在上述步骤（3）中，封焊第一步先用钨极重熔，重熔后检查无裂纹缺陷后立即用焊丝进行焊接。
6.根据权利要求1所述的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其特征在于：在上述步骤（4.3）中，焊接前将焊接电源调至高频脉冲，电流设置在100A，从内流道中心位置往两侧水平法兰中分面分别进行焊接，打底焊结束后，再从内流道中心位置往两侧进行重熔焊接。
7.根据权利要求1所述的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其特征在于：在上述步骤（4.4）中，着色探伤需完全冷透后再进行着色探伤检查，检查合格后需将着色探伤剂清除防止坡口生锈。
8.根据权利要求1所述的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其特征在于：在上述步骤（4.5）中，盖面层焊材选用与缸体母材相匹配的强度氩弧焊焊丝，焊丝直径为φ
2.5mm，焊接时焊接电流控制在100 120A，采用单脉冲进行连续焊接，焊接时需左右摆弧将~坡口边缘全部熔合。
9.根据权利要求1所述的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其特征在于：在上述步骤（4.5）中，整体焊接完毕后内流道焊缝用保温棉覆盖缓冷，同时用氧乙炔对缸体外侧进行后热处理，后热温度为200 250℃，加热时长5min。
一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法
技术领域
[0001] 本发明涉及汽轮机焊接领域，具体涉及一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法。
背景技术
[0002] 汽轮机主要应用于高温高压等工况中，在设计时，无论其核心转子部件或者缸体部分常采用能够耐高温高压的钢种，多数采用ZG20CrMo、ZG15Cr2Mo1等耐高温钢种，而此类钢种在焊接时有着极高的裂纹倾向性，同时汽轮机缸体较为厚重，拘束度较大，常规焊接时需利用电加热绳裹覆或加热炉整体进行预热及后热缓冷措施才能控制焊接质量，预热温度及后热温度需达到300 350℃左右，保温时间时间需达到1h以上，焊接变形较大，因此机加~工工序一般需在整体焊接完毕后方可进行整体精加工。
[0003] 而汽轮机缸体在制作时，因缸体尺寸较大、壁厚较厚，前、中、后各缸体主要依靠外侧法兰面的螺栓进行紧固连接，起连接强度作用，而内流道交接处再需进行密封焊。如果前、中、后三部分缸体先组焊后再加工，常会因加工设备的加工行程等原因而导致后续无法将汽缸完全精加工出，导致无法满足图纸要求，从而无法进行调整安装。如先将汽缸各部分先单独精加工到位最后再进行接缸焊，则又必须严格控制焊后变形在设计要求范围之内（水平中分面跳动要求在0.2mm以内），保证上下缸体对合后的密封性，同时控制因缸体母材本体碳当量较大而导致焊缝产生裂纹。
[0004] 目前常规的做法是：由于耐热钢碳当量值偏大，则需对焊接区域整体加热到350℃以上之后才能进行焊接，焊接之后还需后热到350℃以上进行保温缓冷；而加热时，需采用电缆绳加热或者加热炉加热，加热后需保持温度1h以上，导致焊接之后，缸体的结合面变形很大。因此，以上问题亟需解决。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，不仅适用于耐热钢材质的汽轮机缸体的微变形接缸密封焊，同时还适用于其他焊接性良好的低碳钢、低合金钢材质的缸体微变形接缸密封焊。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：本发明的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，其创新点在于包括以下步骤：
[0007] （1）分别对前汽缸以及后汽缸进行精加工，并分别对其加工坡口；
[0008] （2）前汽缸与后汽缸组合后，其外侧法兰面用锁紧螺栓螺接固定；
[0009] （3）用与母材相匹配的氩弧焊焊丝对对合中分面侧边进行封焊工艺加强焊缝，焊后的工艺加强焊缝余高大于5mm，熔宽大于10mm；
[0010] （4）采用精密脉冲氩弧焊焊接方法进行内流道焊缝焊接，打底层用奥氏体不锈钢焊丝进行内流道打底层焊缝，盖面焊用与母材相匹配的强度焊丝进行流道盖面层焊缝；
[0011] 内流道焊缝焊接的具体流程为：
[0012] （4.1）在焊接前先对缸体外壁进行预热处理，预热时从缸体外侧面中心位置往两侧进行加热，且其加热温度控制在200 250℃；~
[0013] （4.2）缸体外侧面充分热透后对内流道进行预热，使用氧乙炔进行加热，且内流道预热温度控制在150℃以内，加热时从内流道坡口中心分别往两侧进行加热；
[0014] （4.3）预热后需立即进行焊接，先采用直径为φ3.2mm的打底焊焊丝焊接内流道打底层焊缝，焊接时控制线能量及焊接顺序；
[0015] （4.4）用保温棉覆盖在内流道打底层焊缝上进行缓冷，完全冷却后做着色探伤检查；
[0016] （4.5）内流道打底层焊缝无缺陷后，重复上述步骤进行重新预热，预热后立即焊接流道盖面层焊缝。
[0017] 优选的，在上述步骤（1）中，前汽缸以及后汽缸的水平法兰中分面端面跳动控制在0.02mm以内；加工坡口不限于车加工，但不可以动火加工。
[0018] 优选的，在上述步骤（1）中，内流道坡口分别单独加工出，且其坡面角度均为30°，并组合成一体后坡口角度为60°，坡口深度为5mm。
[0019] 优选的，在上述步骤（3）中，封焊前先用氧乙炔对外侧法兰面进行加热处理，且其加热温度控制在150℃以内，并加热时来回扫掠加热。
[0020] 优选的，在上述步骤（3）中，封焊第一步先用钨极重熔，重熔后检查无裂纹缺陷后立即用焊丝进行焊接。
[0021] 优选的，在上述步骤（4.3）中，焊接前将焊接电源调至高频脉冲，电流设置在100A，从内流道中心位置往两侧水平法兰中分面分别进行焊接，打底焊结束后，再从内流道中心位置往两侧进行重熔焊接。
[0022] 优选的，在上述步骤（4.4）中，着色探伤需完全冷透后再进行着色探伤检查，检查合格后需将着色探伤剂清除防止坡口生锈。
[0023] 优选的，在上述步骤（4.5）中，盖面层焊材选用与缸体母材相匹配的强度氩弧焊焊丝，焊丝直径为φ2.5mm，焊接时焊接电流控制在100 120A，采用单脉冲进行连续焊接，焊接~时需左右摆弧将坡口边缘全部熔合。
[0024] 优选的，在上述步骤（4.5）中，整体焊接完毕后内流道焊缝用保温棉覆盖缓冷，同时用氧乙炔对缸体外侧进行后热处理，后热温度为200 250℃，加热时长5min。~
[0025] 本发明的有益效果：
[0026] （1）本发明不仅适用于耐热钢材质的汽轮机缸体的微变形接缸密封焊，同时还适用于其他焊接性良好的低碳钢、低合金钢材质的缸体微变形接缸密封焊；
[0027] （2）本发明操作方便，不受场地限制，对焊接设备要求不高，焊后变形小、符合图纸设计要求，焊接质量合格；
[0028] （3）本发明焊后变形量小，可控制中分面跳动在0.05mm以内、符合图纸设计要求，大大减少了后道钳工手工抛磨中分面的工作时间；
[0029] （4）本发明采用奥氏体焊材打底与强度焊缝盖面，焊缝具备一定的塑韧性与强度，密封效果与抗腐蚀性能良好；
[0030] （5）本发明采用合理的焊接顺序及预热后热顺序，大幅度降低了焊接的内应力，减少了结构的刚性拘束对焊缝的影响，同时低能量密度、低线能量焊接确保了焊缝质量。
附图说明
[0031] 为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032] 图1为本发明中汽轮机的结构示意图。
[0033] 图2为图1中前汽缸和后汽缸的坡口示意图。
[0034] 图3为图2中内流道坡口部分的放大示意图。
[0035] 其中，1‑前汽缸；2‑锁紧螺栓；3‑后汽缸；4‑内流道坡口；5‑工艺加强焊缝；6‑内流道打底层焊缝；7‑流道盖面层焊缝。
具体实施方式
[0036] 下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0037] 本发明的一种汽轮机缸体接缸密封焊微变形焊接方法，包括以下步骤：
[0038] （1）分别对前汽缸1以及后汽缸3进行精加工，并分别对其加工坡口，加工坡口不限于车加工，但不可以动火加工；
[0039] 在上述步骤中，前汽缸1以及后汽缸3的水平法兰中分面按照图纸要求端面跳动控制在0.02mm以内；
[0040] 在上述步骤中，内流道坡口4分别单独加工出，且其坡面角度均为30°，并组合成一体后坡口角度为60°，坡口深度为5mm；此坡口深度符合图纸密封焊要求，设计要求内流道无需承受强度作用，但需保证焊缝不裂，同时能承受住缸体组合件所形成的拘束度。
[0041] （2）前汽缸1与后汽缸3组合后，其外侧法兰面用锁紧螺栓2螺接固定；
[0042] 上述步骤中，为防止焊接时缸体产生变形，导致焊缝撕裂，必须将锁紧螺栓2全部锁死。
[0043] （3）用与母材相匹配的氩弧焊焊丝对对合中分面侧边进行封焊工艺加强焊缝5，焊后的工艺加强焊缝5余高大于5mm，熔宽大于10mm；
[0044] 在上述步骤中，为防止工艺加强焊缝5产生裂纹，无法起到拘束水平法兰中分面的作用，封焊前先用氧乙炔对外侧法兰面进行加热处理，为避免工件产生变形，加热温度控制在150℃以内，充分去除水分，且加热时来回扫掠加热；
[0045] 在上述步骤中，封焊第一步先用钨极重熔，重熔后检查无裂纹缺陷后立即用焊丝进行焊接。
[0046] （4）采用精密脉冲氩弧焊焊接方法进行内流道焊缝焊接，打底层用塑韧性较为优良的奥氏体不锈钢焊丝进行内流道打底层焊缝6，盖面焊用与母材相匹配的强度焊丝进行流道盖面层焊缝7。
[0047] 在上述步骤中，打底焊焊丝直径为φ3.2mm，以选择ER316L等碳含量较低的奥氏体焊材进行焊接。
[0048] 在上述步骤中，内流道焊缝焊接的具体流程为：
[0049] （4.1）在焊接前先对缸体外壁进行预热处理，预热时从缸体外侧面中心位置往两侧进行加热，且其加热温度控制在200 250℃。~
[0050] （4.2）缸体外侧面充分热透后对内流道进行预热，为防止内流道接缸中分面发生变形，内流道预热温度控制在150℃以内；其中，使用氧乙炔进行加热，且加热时从内流道坡口4中心分别往两侧进行加热。
[0051] （4.3）预热后需立即进行焊接，先焊接内流道打底层焊缝6，焊接时控制线能量及焊接顺序；
[0052] 在上述步骤中，焊接前将焊接电源调至高频脉冲，电流设置在100A，从内流道中心位置往两侧水平法兰中分面分别进行焊接，打底焊结束后，再从内流道中心位置往两侧进行重熔焊接，减少高频脉冲焊时所产生的未熔合。
[0053] （4.4）用保温棉覆盖在内流道打底层焊缝6上进行缓冷，完全冷却后做着色探伤检查；
[0054] 在上述步骤中，着色探伤需完全冷透后再进行着色探伤检查，检查合格后需将着色探伤剂清除防止坡口生锈。
[0055] （4.5）内流道打底层焊缝6无缺陷后，重复上述步骤进行重新预热，预热后立即焊接流道盖面层焊缝7；
[0056] 在上述步骤中，盖面层焊材选用与缸体母材相匹配的强度氩弧焊焊丝，焊丝直径为φ2.5mm，焊接时焊接电流控制在100 120A，采用单脉冲进行连续焊接，焊接时需左右摆~弧将坡口边缘全部熔合；
[0057] 在上述步骤中，整体焊接完毕后内流道焊缝用保温棉覆盖缓冷，同时用氧乙炔对缸体外侧进行后热处理，后热温度为200 250℃，加热时长5min左右；其中，工艺加强焊缝5~除非维修，否则不得磨除。
[0058] 本发明的有益效果：
[0059] （1）本发明不仅适用于耐热钢材质的汽轮机缸体的微变形接缸密封焊，同时还适用于其他焊接性良好的低碳钢、低合金钢材质的缸体微变形接缸密封焊；
[0060] （2）本发明操作方便，不受场地限制，对焊接设备要求不高，焊后变形小、符合图纸设计要求，焊接质量合格；
[0061] （3）本发明焊后变形量小，可控制中分面跳动在0.05mm以内、符合图纸设计要求，大大减少了后道钳工手工抛磨中分面的工作时间；
[0062] （4）本发明采用奥氏体焊材打底与强度焊缝盖面，焊缝具备一定的塑韧性与强度，密封效果与抗腐蚀性能良好；
[0063] （5）本发明采用合理的焊接顺序及预热后热顺序，大幅度降低了焊接的内应力，减少了结构的刚性拘束对焊缝的影响，同时低能量密度、低线能量焊接确保了焊缝质量。
[0064] 上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。
