一种冲击式转轮精焊方法及结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110449760A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910640806.X(22)申请日2019.07.16(71)申请人浙江富春江水电设备有限公司地址311504浙江省杭州市桐庐县富春江镇红旗南路99号(72)发明人施旭明金小锋庄文进花雷生马建峰熊建军(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人尉伟敏李玉成(51)Int.Cl.B23K31/00(2006.01)F03B1/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种冲击式转轮精焊方法及结构(57)摘要本发明公开了一种冲击式转轮精焊方法及结构，方法包括以下步骤：a.找出转轮应力较低区域，结合锻造厂的制造能力和经济性对比，绘制出圆盘和水斗的焊接分界线；b.单独锻造生产圆盘和各个水斗，并完成圆盘和各个水斗粗加工；c.在水斗和圆盘的拼接处设置单边U型坡口，坡口位于水斗正压侧；d.将水斗正压侧朝上处于水平位置，对水斗和圆盘拼接处坡口进行焊接；e.将水斗的负压侧朝上处于水平位置，对水斗和圆盘焊接处清根打磨形成底部焊接槽，并对焊缝进行探伤；f.对水斗负压侧进行焊接，将底部焊接槽填满；g.进行整体去应力热处理，探伤合格后进行精加工。本发明旨在提供一种降低锻造难度、满足目前锻造设备制造能力要求的冲击式转轮精焊方法及结构。CN110449760ACN110449760A权利要求书1/1页1.一种冲击式转轮精焊方法，包括以下步骤：a.找出转轮应力较低的区域，结合锻造厂的制造能力和经济性对比，绘制出圆盘和水斗的焊接分界线；b.单独锻造生产圆盘和各个水斗，并完成圆盘和各个水斗的粗加工；c.在水斗和圆盘的拼接处设置单边U型坡口，坡口位于水斗的正压侧；d.将水斗正压侧朝上处于水平位置，对水斗和圆盘拼接处的坡口进行焊接；e.将水斗的负压侧朝上处于水平位置，对水斗和圆盘焊接处清根打磨形成底部焊接槽，并对焊缝进行探伤；f.对水斗的负压侧进行焊接，将底部焊接槽填满；g.进行整体去应力热处理，探伤合格后进行精加工。2.根据权利要求1所述的一种冲击式转轮精焊方法，其特征是，步骤a中，对转轮进行有限元计算，根据计算结果找出应力较低的区域。3.根据权利要求1所述的一种冲击式转轮精焊方法，其特征是，步骤d中，将水斗正压侧朝上处于水平位置后，在水斗负压侧设置垫板，垫板位于水斗和圆盘的拼接处。4.根据权利要求1所述的一种冲击式转轮精焊方法，其特征是，步骤e中，对水斗和圆盘焊接处将底部焊接槽清根打磨至横截面呈弧形，底部焊接槽的深度小于坡口的深度。5.一种冲击式转轮精焊结构，其特征是，包括圆盘以及与圆盘独立设置的若干水斗，所述水斗围绕圆盘外圆周等角度排列，所述水斗和圆盘的拼接处在水斗正压侧设有单边U型坡口，所述水斗与圆盘在拼接处焊接固定。6.根据权利要求5所述的一种冲击式转轮精焊结构，其特征是，所述坡口内设有多道分层的焊缝，相邻的焊缝之间紧密连接成一体。7.根据权利要求5所述的一种冲击式转轮精焊结构，其特征是，所述水斗和圆盘的拼接处在水斗负压侧设有底部焊接槽，所述底部焊接槽与坡口连通。8.根据权利要求7所述的一种冲击式转轮精焊结构，其特征是，所述底部焊接槽的横截面呈弧形。2CN110449760A说明书1/3页一种冲击式转轮精焊方法及结构技术领域[0001]本发明属于水轮机领域，尤其涉及一种冲击式转轮精焊方法及结构。背景技术[0002]冲击式转轮受交变应力幅值较大，容易产生疲劳破坏，历史上多个电站铸造水斗出现断斗事故。现阶段冲击机组转轮的主要生产方式为锻造加数控加工成型，这种加工方式基本没有材料缺陷，电站运行反馈良好，已是现在冲击转轮生产的主要方式。[0003]转轮材料为不锈钢材质，锻造阻抗太大，国内最大锻造业绩锻件毛坯重量不到40吨，直径不超过4米。目前国内最大冲击式水轮机的单机容量为十几万千瓦，对应转轮最大直径不到4米，可满足现阶段机组生产要求。然而，随着技术的发展和国内电站的需求，急需冲击机组单机扩展到百万千瓦级别，对应整锻毛坯重量将达到200多吨，直径达到6米以上。目前国内最大自由锻压机（18500吨压力机）理论最大不锈钢锻件生产能力为100吨，产品实际需求已经远远超过设备制造能力。发明内容[0004]本发明是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种降低锻造难度、满足目前锻造设备制造能力要求的冲击式转轮精焊方法及结构。[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种冲击式转轮精焊方法，包括以下步骤：a.找出转轮应力较低的区域，结合锻造厂的制造能力和经济性对比，绘制出圆盘和水斗的焊接分界线；b.单独锻造生产圆盘和各个水斗，并完成圆盘和各个水斗的粗加工；c.在水斗