某燃机透平转子电子束焊接工艺研究

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1、第52卷第4期汽轮机技术VoI_52No．42010年8月TURBINE、TECHNOLOGYAug．2010某燃机透平转子电子束焊接工艺研究宫在龙，刘长江，杨浩，李全华(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)摘要：燃机转子各轮盘的电子束焊接是技术攻关的重点。针对具有代表性的透平二级轮盘的焊接，论述了研制的方案及试验过程，并总结了最终实现6条焊缝一次性探伤合格的经验。关键词：电子束焊接；燃机转子；止口配合分类号：TK476文献标识码：A文章编号：1001—5884(2010)04-0315-02Researchon

2、theElectronBeamWeldingProcessoftheGasTurbineRotorGONGZai-long，LIUChang-jiang，YANGHao，LIQuan-hua(HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：Theelectronbeamweldingofgasturbinerotordiscshallbethekeytechnology．Thispaperdescribestheresearchandmanufacturesch

3、emeandtestprocessfortherepresentativeturbine2stagesdiscwelding，andmakesaconclusiontohowtorealizeonetimeNDTqualificationforsixweldinglines．Keywords：electronbeam；gasturbinerotor；rabbetmatching(2)轮盘直径大，电子束连续工作时间长。0前言燃机各轮盘直径在2m左右。焊接一条焊缝的时间为40rain一60min，对电子束焊机的稳定性要求比较高。

4、燃机转子是燃机的关键部件，由透平部分及压气机部分(3)焊接后轮盘表面不能有焊接飞溅物。组成，各轮盘之间采用电子束焊接的方法进行连接，从而解受结构限制，轮盘焊后内表面很难进行彻底清理，为保决了机械加工中的困难，同时降低了原材料的成本。此文以证燃机转子在运行中的安全，坚决避免存在焊接飞溅物。采透平部分轮盘电子束焊接为例，通过一系列的试验，最终完用带止口的不穿透形式进行焊接，严格控制焊缝的熔深，准成了燃机转子的电子束焊接，为进一步拓展此类燃机的电子确将焊缝的根部停留在止口的中下部。束焊接，解决生产实际问题奠定了基础。2试验材料和方

5、法1焊接难点试验材料为宝钢集团上海五钢有限责任公司生产的燃机转子的电子束焊接的难度较大，主要为以下几点：GH2674，化学成分见表1，力学性能见表2。按相关技术条件(1)要求焊接变形小。进行热处理后，按电子束工艺要求加工成相应的试板。因燃机转子各轮盘部分尺寸电子束焊接之前已加工到应燃机转子的特殊要求，各轮盘的对接采用止口形式，位，焊后不再进行加工，故焊接过程中零件变形的控制尤为止口厚度为7mm，如图1所示。所有焊缝的根部均停留在止重要，以满足燃机转子的特殊要求，尽可能地采用较小的焊口内部，不准穿透，故性能试板及相应模拟件采用

6、止口配合接线能量，严格控制焊接质量，减少焊接返修次数，控制轮盘对接，同时按去除止口厚度的尺寸加工焊接试板，进行电子得到较小的变形量。束焊接参数优化试验。表1GH2674化学成分表2GH2674力学性能焊缝表面成形，进行无损检查合格后，采用优化参数进行带止口试板的对接，然后对性能试板进行无损检测、切样宏观检查、性能试样的切取送检，最后进行模拟件的焊接、检测(包括：无损检测内部质量、测量零件焊后变形量、零件收缩量测量及记录等)，上述工作过程确认无误、各项指标满足收稿日期：2010-05-06作者简介：宫在龙(1976．)，男，工

7、程师，现就职于哈尔滨汽轮机厂有限责任公司工艺处焊接室。3l6汽轮机技术第52卷质量及焊缝深度控制，保证焊缝内部无裂纹及超标气孔的同时，必须严格控制焊接深度，令焊缝根部留在7mm止口的中间位置。加速电压的大小直接影响焊缝的宽度和熔深，对熔深的影响更为明显；燃机转子的焊接希望焊缝具有较大的熔深，因此易选用较高的加速电压。同常规熔焊方法类似，电子束焊接时束流的增减会使焊缝的宽度和熔深同时增减，考虑到减小热影响区并与加速电压匹配，选择较小的电子束流。聚焦电流是决定焊缝熔深和焊缝截面形状的重要参数，表面聚焦时，工件上电子束斑点的直径最

8、小，能量输入集中，但作用图1焊接止口示意图于工件表面，不会有较大的熔深；表面上焦点时，能量主要集要求后，进行产品轮盘的焊接。设备采用我公司与法国中在上部，不易形成钉子形焊缝；表面下聚焦时能量集中在TECHMETA合作制造的60kV、60kW，真空室容积220m的工件内部，易形成有较大熔深的