CN101092882A - 真空电子束焊涡轮轴及其生产工艺 - Google Patents

真空电子束焊涡轮轴及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明真空电子束焊涡轮轴技术方案：涡轮焊接端面中心部位设有1－2MM深度的孔，与之对应涡轮轴焊接端面的中心部位也相应的设有1－2MM深度的孔，用专业工具保证两者的同心度，使焊接端面保持平行，涡轮焊接端面与涡轮轴焊接端面通过真空电子束焊固定连接。生产工艺：加工涡轮焊接端面；在涡轮焊接端面的中心部位设置1－2MM深度的孔；加工涡轮轴焊接端面；在涡轮轴焊接端面的中心部位对应的设置1－2MM深度的孔；将涡轮焊接端面与涡轮轴焊接端面通过真空电子束焊固定连接。其优点：焊接抗拉强度大于原母材，材料利用率高，机加应力小，轴稳定性好，不用做焊接应力处理，涡轮叶片不变颜色，不用做二次刨丸处理。

Description

真空电子束焊涡轮轴及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种真空电子束焊接技术，尤其涉及一种真空电子束焊涡轮轴及其生产工艺技术领域。
背景技术
目前，全世界涡轮增压器的需求以10％的比率递增，而我国则以30％的比率递增，可见涡轮增压器的市场需求巨大，前景广阔。涡轮与涡轮轴的装配固定是涡轮增压器生产中的关键技术之一，对提高涡轮增压器的产品质量及降低产品成本起着重要作用。现在普遍采用摩擦焊接方式将涡轮固定于涡轮轴的端部。这种摩擦焊接方式，涡轮轴材料利用率仅为35％左右，在摩擦旋转焊接过程中，涡轮轴的焊接端面中心线速度不一致，溶解温度不均等，机械强度不均等，而且需做焊接应力处理，涡轮与涡轮轴偏差较大，轴的予留加工余量大，机加余量大，产生较大的机加应力，影响轴的稳定性。涡轮叶片因焊接应力造成叶片表面氧化颜色发生变化，需做二次刨丸处理。
发明内容
本发明针对上述存在的技术问题而提供一种在真空状态下，涡轮焊接端面与轴焊接端面速熔，焊接抗拉强度大于原母材，材料利用率高，轴稳定性好不变形，涡轮叶片不改变颜色，不用做二次刨丸处理的真空电子束焊涡轮轴及其生产工艺。
本发明真空电子束焊涡轮轴技术方案如下：
光滑的涡轮焊接端面中心部位设有孔，与之对应涡轮轴焊接焊接端面的中心部位也设有相应的孔，涡轮焊接端面与涡轮轴焊接端面保持平行通过真空电子束焊固定连接。
所述的光滑的涡轮焊接端面中心部位设置的孔深为1-2MM，与之对应涡轮轴焊接端面的中心部位设置相应的孔深为1-2MM。
本发明真空电子束焊涡轮轴生产工艺，采用下述步骤：
1.先加工涡轮焊接端面，采用机加方式，保证涡轮焊接端面光滑；
2.根据不同轮径在上述涡轮焊接端面的中心部位加工1-2MM深度的孔；
3.采用机加方式加工涡轮轴焊接端面，使涡轮轴加工表面光滑；
4.与上述涡轮焊接端面对应，在涡轮轴焊接端面的中心部位设置1-2MM深度的孔；
5.由专业工具保证涡轮与涡轮轴之间的同心度，使焊接端面保持平行，焊口狭小光滑；
6.采用真空电子束焊专用设备，将涡轮焊接端面与涡轮轴焊接端面通过真空电子束焊固定连接。
本发明的优点和效果如下：
本发明克服了上述现有技术存在的问题，采用真空电子束焊方式，涡轮焊接端面与轴焊接端面速熔，焊接抗拉强度大于原母材，材料利用率高，由于电子束穿透性强，涡轮轴加工余量小，材料利用率为80％85％。机加余量小，使机加应力小，轴稳定性好不易变形，不用做焊接应力处理。涡轮叶片在真空电子束焊过程中不改变颜色，不用做二次刨丸处理。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2-图4是真空电子束焊专用设备结构示意图。
图中：1、涡轮，2、涡轮轴，3、涡轮端面孔，4、涡轮轴端面孔，5、电子枪，6、弹性定心套，7、电子束，8、门旋转机构，9、门安全扣，10、涡轮定位盘，11、旋转动力头11。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例详细描述本发明。
实施例1
如图1所示，本发明真空电子束焊涡轮轴技术方案：光滑的涡轮1焊接端面中心部位设有1-2MM深度的孔3，与之对应涡轮轴2焊接端面的中心部位也相应的设有1-2MM深度的孔4，用专业工具保证两者的同心度，使焊接端面保持平行，涡轮焊接端面与涡轮轴焊接端面通过真空电子束焊固定连接。
本发明真空电子束焊涡轮轴生产工艺如下：
采用机械加工方式对涡轮焊接端面进行机加处理，使涡轮加工表面光滑；根据不同轮径涡轮焊接端面的中心部位设置1-2MM深度的孔；采用机加方式加工涡轮轴焊接端面，使涡轮轴加工表面光滑；在涡轮轴焊接端面的中心部位对应的设置1-2MM深度的孔；由常规的专业工具保证涡轮与涡轮轴之间的同心度，使两者的焊接端面保持平行，焊口狭小光滑；采用真空电子束焊专用设备，将涡轮焊接端面与涡轮轴焊接端面通过真空电子束焊固定连接。
真空电子束焊专用设备如图2-4所示，焊接室门可上下移动，并可侧面旋转方便装取工件，门与焊接室用锥度定位，以保证其定位精度。门上带一个自动动顶尖。旋转动力头11位于焊接室下端，用弹性定心套6夹紧涡轮轴2。涡轮定位盘10，将涡轮1初步定位，保证顶尖能够顶入涡轮1上的顶尖孔。
工件安装：A)打开焊接室门，将涡轮轴放入弹性定心套6内，将涡轮放在涡轮定位盘10上。B)关上焊接室门，其锥度定位结构能够保证定位准确，使顶尖与弹性套同心。C)涡轮上面的顶尖缓慢顶下，靠涡轮上的顶尖孔将涡轮顶正。D)旋转动力头进行焊接。焊接前工件精度要求：A)保证涡轮轴外圆与涡轮轴顶尖孔中心线同心，保证涡轮轴焊接端面与涡轮轴顶尖孔中心线垂直。B)保证涡轮焊接端面和涡轮背与涡轮顶尖孔中心线垂直。

Claims (3)

1、一种真空电子束焊涡轮轴，其特征在于：光滑的涡轮焊接端面中心部位设有孔，与之对应涡轮轴焊接端面的中心部位也设有相应的孔，涡轮焊接端面与涡轮轴焊接端面平行通过真空电子束焊固定连接。
2、根据权利要求1所述的真空电子束焊涡轮轴，其特征是：所述的涡轮焊接端面中心部位设置的孔深为1-2MM，与之对应涡轮轴焊接端面的中心部位设置相应的孔深为1-2MM。
3、真空电子束焊涡轮轴生产工艺，其特征是：
(1)先加工涡轮焊接端面，采用机加方式，保证涡轮焊接端面光滑；
(2)根据不同轮径在上述涡轮端面的中心部位设置1-2MM深度的孔；
(3)采用机加方式加工涡轮轴焊接端面，使涡轮轴加工表面光滑；
(4)与上述对应，在涡轮轴焊接端面的中心部位设置1-2MM深度的孔；
(5)由专业工具保证涡轮与涡轮轴之间的同心度，使焊接端面保持平行；
(6)采用真空电子束焊专用设备，将涡轮焊接端面与涡轮轴焊接端面通过真空电子束焊固定连接。
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