CN109128652B - 一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，属于燃气轮机零组件制造领域，包括底座、盖板和通入氩气的气管，底座上开设有弧形槽，盖板封盖在弧形槽的槽口处以与底座之间形成形状保持腔，弧形槽上凹设有第一内环槽和第一外环槽，盖板上凹设有第二内环槽和第二外环槽；形状保持腔的腔壁上设有缺口；气管伸入形状保持腔内。采用上述结构，静止叶片环的外环两侧分别卡接在第一外环槽和第二外环槽内，静止叶片环的内环两侧分辨卡接在第一内环槽和第二内环槽内，并且同时利用弧形槽槽壁以及盖板，便能对静止叶片环进行定位以及限位，保证焊接过程中静止叶片环的各个部位不会产生相对运动，以减小焊接时的变形量，减少零件废品率。

Description

一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具

技术领域

本发明属于燃气轮机零组件制造领域，特别涉及一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具。

背景技术

燃气轮机静止叶片环焊接结构复杂，静止叶片环组件由静止叶片外环(6 段)、叶片(108片)和静止叶片内环(36段)组成，叶片与静止叶片内环需要采用氩弧焊的方法将这两个零件连接，共需要焊接108处。焊接难度大，焊接有效厚度为10mm，需要单面焊双面成型，背面焊缝需形成R0.8-R1.8的角焊缝。静止叶片环的叶片侧的尺寸焊后不能加工，焊接过程中需要控制零件的变形。

然而现有技术中并没有用于在静止叶片环的内环与叶片焊接时将其夹持住以减小变形量的夹具。

发明内容

本发明提供一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，用以解决现有技术中红没有用于在静止叶片环的内环与叶片焊接时将其夹持住以减小变形量的夹具的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，包括底座、盖板和通入氩气的气管，所述底座上开设有与静止叶片环曲率半径相适配的弧形槽，所述盖板封盖在所述弧形槽的槽口处以与所述底座之间形成形状保持腔且所述盖板通过固定螺钉可拆卸固定连接在所述弧形槽槽底，所述弧形槽与所述盖板相对的槽壁上凹设有分别定位静止叶片环的内环以及外环的第一内环槽和第一外环槽，所述盖板与所述弧形槽相对的一侧壁上凹设有分别定位静止叶片环的内环以及外环的第二内环槽和第二外环槽；

所述形状保持腔靠近静止叶片环的内环的腔壁上设有用于进行焊接工作的缺口；

所述气管伸入所述形状保持腔内。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述底座包括外弧形块、内弧形块和连接块，所述连接块连接在所述外弧形块和所述内弧形块之间且在所述外弧形块、内弧形块以及连接块之间形成所述弧形槽，所述第一外环槽开设在所述外弧形块上，所述第一内环槽开设在所述内弧形块上，所述盖板通过螺钉可拆卸固定连接在所述连接块上，所述盖板与所述内弧形块之间形成所述缺口；

还包括A封板、B封板和C封板，所述A封板连接在所述弧形槽槽底并位于所述弧形槽外且所述B封板和所述C封板分别连接在所述弧形槽的两端开口处，所述气管穿过所述B封板或者所述C封板并伸入所述弧形槽内。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述连接块的数量为若干块，若干块所述连接块间隔设置在所述外弧形块和所述内弧形块之间，所述外弧形块位于相邻两块所述连接块之间的位置还设置有与所述弧形槽连通的插口，所述插口中滑动插接有用于微调静止叶片环的卡兰。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述卡兰包括调整部、插接部和顶紧部，所述调整部、所述插接部以及所述顶紧部首尾相接形成“匚”字型结构，所述插接部插接在所述插口内，所述调整部位于所述弧形槽外，所述顶紧部位于所述弧形槽内；

所述调整部上螺接有端部顶在所述外弧形块上的第一调整螺钉；

所述顶紧部上背离所述插接部的一端端部设置有顶紧于静止叶片环的外环上的顶块。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述外弧形块上还螺接有端部顶在盖板上以调整第二外环槽和所述第二内环槽位置的第二调整螺钉。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述外弧形块、所述内弧形块、所述连接块、所述A封板、所述B封板、所述C封板以及所述盖板的制作材料与静止叶片环的制作材料相同，还包括第一加热板和第二加热板，所述第一加热板安装在所述A封板上，所述第二加热板安装在所述盖板上。

进一步地，为了更好地实现本发明，还包括热电偶和温度控制器，所述温度控制器通过所述热电偶与所述盖板以及所述A封板连接以检测所述盖板和所述A封板的温度，所述温度控制器与所述第一加热板和所述第二加热板均连接以控制所述第一加热板和所述第二加热板的加热温度。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述第一加热板和所述第二加热板均为陶瓷加热板。

进一步地，为了更好地实现本发明，还包括捆绑件，所述第一加热板通过一个所述捆绑件可拆卸固定安装在所述A封板上，所述第二加热板通过另一个所述捆绑件可拆卸固定安装在所述盖板上。

进一步地，为了更好地实现本发明，还包括用于支撑的支腿，所述支腿连接在所述外弧形块上。

本发明相较于现有技术具有以下有益效果：

本发明提供的用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，将盖板封盖在底座上的弧形槽槽口处，在弧形槽槽壁上凹设有分别定位静止叶片环的内环以及外环的第一内环槽和第一外环槽，盖板与弧形槽相对的一侧壁上凹设有分别定位静止叶片环的内环以及外环的第二内环槽和第二外环槽，使用的时候，将静止叶片环的外环两侧分别卡接在第一外环槽和第二外环槽内，将静止叶片环的内环两侧分辨卡接在第一内环槽和第二内环槽内，而盖板是通过固定螺钉可拆卸固定安装在弧形槽槽底的，故，采用上述结构，便能利用盖板和弧形槽之间形成的形状保持腔保持住静止叶片环的内环以及外环相对于叶片的位置，在上述形状保持腔上开进静止叶片环内环的腔壁上设置有缺口，以便焊接内环与叶片时伸入焊枪，并且还通过气管朝上述形状保持腔内通入氩气，而在焊接的时候，由于弧形槽槽壁与盖板之间的形状保持腔腔壁的限制和定位作用，使得静止叶片环的形状得以保持，减小其在焊接的过程中的变形量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1是本发明中的用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具的结构示意图；

图2是图1中的A-A剖面视图；

图3是本发明中的底座的结构示意图；

图4是盖板安装在底座上时的结构示意图；

图5是图3所示的底座的剖面视图；

图6是本发明中的盖板的剖视图；

图7是本发明中的卡兰的结构示意图。

图中1-底座；101-外弧形块；1011-第一外环槽；1012-插口；102-内弧形块；1021-第一内环槽；2-盖板；201-第二内环槽；202-第二外环槽；3-气管；4-缺口； 5-固定螺钉；6-A封板；7-B封板；8-C封板；9-卡兰；901-调整部；902-插接部；903-顶紧部；10-第一调整螺钉；11-顶块；12-第二调整螺钉；13-第一加热板；14-第二加热板；15-热电偶；16-温度控制器；17-捆绑件；18-支腿；19-静止叶片环。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本实施例中，一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，包括底座1、盖板2和通入氩气的气管3，底座1上开设有弧形槽，该弧形槽的形状与待焊接的静止叶片环19的曲率半径相适配，上述盖板2封盖在该弧形槽的槽口处并通过固定螺钉5可拆卸固定连接在弧形槽槽底，此时，该盖板2与上述弧形槽槽壁之间形成形状保持腔，焊接的时候，首先将静止叶片环19置于弧形槽内，随后将盖板2盖上，利用盖板2的限制作用，使得静止叶片环19卡在形状保持腔内，保证焊接过程中静止叶片环19的内、外环径向无相对运动。

本实施例中的弧形槽与盖板2相对的槽壁上凹设有定位静止叶片环19的内环的第一内环槽1021和定位静止叶片环19的外环的第一外环槽1011，当将静止叶片环19放置弧形槽内的时候，其外环一侧卡在第一外环槽1011内，其内环一侧卡在第一内环槽1021内，以将静止叶片环19定位在弧形槽内并形成限制。在盖板2与弧形槽相对的一侧壁上凹设有第二内环槽201和第二外环槽 202，当该盖板2盖合在上述弧形槽槽口的时候，上述第二内环槽201将会卡在静止叶片环19内环的另一侧形成限制，第二外环槽202将会卡在静止叶片环19的外环的另一侧形成限制，此时，上述第一内环槽1021、第一外环槽1011、第二内环槽201、第二外环槽202、弧形槽以及盖板2之间形成的空腔便是上述形状保持腔。利用第一内环槽1021和第二内环槽201，便可以将静止叶片环19 的内环牢牢地卡住，利用第一外环槽1011和第二外环槽202，便能将静止叶片环19的外环牢牢卡住，使得静止叶片环19在上述形状保持腔内完全定位并牢牢地卡住，以减小其在焊接时候出现的形变。

为了便于操作者将静止叶片环19的内环焊接在其叶片上，本实施例中，在上述形状保持腔靠近静止叶片环19的内环的墙壁上设有缺口4，以用于伸入焊枪进行焊接作用。

另外，在上述形状保持腔内还伸入有上述气管3，该气管3与外界氩气源连通以朝形状保持腔内通入氩气，以满足静止叶片环19焊接的工艺需求。

采用上述结构，利用简单的结构在焊接的时候夹持住静止叶片环19，操作方便，省时省力，减小静止叶片环19的变形量，减少零件废品率，大大降低生产成本，提高公司效益。

实施例2：

本实施例作为实施例1的一种具体实施方式，本实施例中的底座1包括外弧形块101、内弧形块102和连接块103，上述外弧形块101和内弧形块102 均呈弧形，且弧度均与实施例1中所述的弧形槽弧度相同，上述连接块103连接在外弧形块101和内弧形块102之间，具体地，连接块103连接在外弧形块 101前端和内弧形块102前端之间，此时，外弧形块101、内弧形块102以及连接块103围设形成的凹槽便是上述弧形槽，此时，该弧形槽槽底便包括上述连接块103，而该弧形槽的槽壁便包括上述外弧形块101和内弧形块102。上述第一外环槽1011开设在上述外弧形块101上，上述第一内环槽102开设在上述内弧形块102上。

上述盖板2通过固定螺钉5可拆卸固定连接在上述连接块103上。另外，上述内弧形块102的宽度小于上述外弧形块101的宽度，而上述盖板2大致为平板状结构，故当盖板2通过固定螺钉5连接连接在连接块103上的时候，在上述盖板2与上述内弧形块102之间便形成上述用于进行焊接操作的缺口4。在此情况下，上述外弧形块101、内弧形块102、连接块103以及盖板2之间形成的空腔便是上述形状保持腔。

为了使得上述形状保持腔能够密封而起到其内充满氩气的效果，本实施例中，还包括A封板6、B封板7和C封板8，其中，A封板6通过螺钉连接在上述弧形槽的槽底并位于弧形槽外以将弧形槽的槽底密封。由于该弧形槽的弧度与外弧形块101以及内弧形块102的弧度相同，故该弧形槽的两端便是贯通的，上述B封板7和C封板8分别连接在弧形槽的两端开口处，以将其密封。这样，利用A封板3、B封板7和C封板8以及盖板2便能将弧形槽完全封盖住形成只设置有缺口4的形状保持腔，而当将静止叶片环19卡在形状保持腔内时，也即静止叶片环19的内环两侧分别卡在第一内环槽1021和第二内环槽201 内的时候，静止叶片环19的内环也将上述缺口4封住，这样，使得上述上述形状保持腔为一个封闭的腔室，气管3穿过B封板7和C封板8并伸入上述弧形槽(也即形状保持腔)内，充入的氩气填充在静止叶片环19的内环与形状保持腔腔壁形成的封闭空腔内，而不会发生泄漏，以满足焊接的工艺要求。

值得注意的是，该气管3上伸入形状保持腔内的一端上间隔5mm开设有直径为1mmd气孔，而该气管3实际是从B封板7与C封板8中的一块***而从两块封板中的另一块穿出，以保证焊缝背面均有氩气保护。

实施例3：

本实施例作为上述实施例的改进实施方式，本实施例中，限定上述连接块 103的数量为若干块，若干块连接块103均连接在内弧形块102和外弧形块101 之间并呈间隔设置，在上述外弧形块101上位于相邻两块连接块103之间的位置还设置有与上述弧形槽连通的插口1012，具体地，该插口1012设置在外弧形块101的前端，在该插口1012中插接有卡兰9，并且该卡兰9能够在插口1012 中上下滑动且该卡兰9填充在插口1012中将插口1012堵住以避免漏气，该卡兰9在插口1012中上下滑动的时候，便能作用于卡接在第一外环槽1011内的静止叶片环19的外环，对其在第一外环槽1011内的位置进行微调，以起到微调静止叶片环19在弧形槽(也即形状保持腔)内位置的作用。

具体地，该卡兰9包括首尾相接形成“匚”字型结构的调整部901、插接部902和顶紧部903，其中插接部902插接在插口1012内，而调整部901位于弧形槽外，顶紧部903位于弧形槽内。其中调整部901、插接部902和顶紧部 903均大致为长条块状结构，并且插接部902的大小和宽度与上述外弧形块101 上的插口1012相适配，也即该插接部902即能在插口1012中上下移动，又能将该插口1012封住。

上述调整部901上螺接有第一调整螺钉10，该第一调整螺钉10的端部顶在上述外弧形块101外表面上，上述顶紧部903上背离插接部902的一端端部设置有顶块11，当静止叶片环19的外环插接在第一外环槽1011内的时候，该顶块11拖拉在静止叶片环19的外环侧壁上以与外弧形块101以及第一外环槽 1011槽壁对静止叶片环19的外环进行定位和限位，当操作人员拧动第一调整螺钉10的时候，将会驱动上述顶紧部903和顶块11在形状保持腔内发生位置变化，以使得静止叶片环19的外环与外弧形块101上的第一外环槽1011槽壁贴合，此时，以达到微调静止叶片环19的效果。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上作进一步改进，本实施例中，在上述外弧形块101上还螺接有第二调整螺钉12，该第二调整螺钉12的端部顶在上述盖板2上，以对盖板2的位置进行微调，也即调整盖板2上的第二内环槽201和第二外环槽202的位置，以更好地保持静止叶片环19在形状保持腔内的形状。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上作进一步改进，静止叶片环19焊接前需要预热到400-450°F(204.4-232.2℃)，若不预热焊接后容易出现裂纹等缺陷，为了使得本发明提供的夹具也具有预热的功能。本实施例中，在上述A封板6上安装有第一加热板13，在盖板2上安装有第二加热板14，利用第一加热板13加热A封板6，利用第二加热板14加热盖板2，由于A封板6和盖板2 直接或者间接地与静止叶片环19接触，故而可以将热量传递至静止叶片环19 上以对其形成预热。为了起到更好的预热效果，本实施例中，限定上述外弧形块101、内弧形块102、连接块103、A封板6、B封板7、C封板8以及盖板2 的制作材料与静止叶片环19的制作材料相同，均为马氏体不锈钢，以保证热量传导的均匀性。采用上述结构，使得本发明在使用的时候更加符合焊接的工艺要求。

作为本实施例的具体实施方式，本实施例中的第一加热板13和第二加热板14均是陶瓷加热板，两个加热板分别通过一个捆绑件17可拆卸固定连接在 A封板6和盖板2上。具体地，该捆绑件17包括Ω形状的压板和压紧螺钉，压板通过压紧螺钉可拆卸连接在A封板6以及盖板2上，而第一加热板13和第二加热板14分别置于各自的捆绑件17的凹腔与A封板6或者盖板2之间形成的区域内。利用该捆绑件17可以很好地将第一加热板13安装在A封板6上以及将第二加热板14安装在盖板2上而不掉落，并且不会影响热传导率。安装拆卸方便，连接稳固，实用性强。

当然，本实施例中隐含包括有为第一加热板13和第二加热板14供电的电源。

实施例6：

本实施例在实施例5的基础上作进一步改进，本实施例中还设置有热电偶 15和温度控制器16，该温度控制器16通过热电偶15与上述盖板2以及上述A 封板6连接，已检测上述盖板2和A封板6的温度，而上述温度控制器16与上述第一加热板13和第二加热板14均连接，以控制第一加热板13和第二加热板14的加热温度。

采用上述结构，可以进一步改善本发明提供的夹具预热静止叶片环19 温度的效果。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上作进一步改进，本实施例中，在上述外弧形块101的外弧端还连接有用于支撑的支腿18，具体地，该支腿18螺接在外弧形块101上。采用该结构，本发明用于夹紧静止叶片环19并进行焊接的时候，可以利用该支腿18进行支撑，使得上述缺口4(也即焊接操作位置)朝上，以便于操作。

另外，在上述内弧形块102的内弧端还连接有挂钩(图中未画出)，以便于使用者根据需要移动本发明。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，其特征在于：包括底座、盖板和通入氩气的气管，所述底座上开设有与静止叶片环曲率半径相适配的弧形槽，所述盖板封盖在所述弧形槽的槽口处以与所述底座之间形成形状保持腔且所述盖板通过固定螺钉可拆卸固定连接在所述弧形槽槽底，所述弧形槽与所述盖板相对的槽壁上凹设有分别定位静止叶片环的内环以及外环的第一内环槽和第一外环槽，所述盖板与所述弧形槽相对的一侧壁上凹设有分别定位静止叶片环的内环以及外环的第二内环槽和第二外环槽；

所述形状保持腔靠近静止叶片环的内环的腔壁上设有用于进行焊接工作的缺口；

所述气管伸入所述形状保持腔内；

所述底座包括外弧形块、内弧形块和连接块，所述连接块连接在所述外弧形块和所述内弧形块之间且在所述外弧形块、内弧形块以及连接块之间形成所述弧形槽，所述第一外环槽开设在所述外弧形块上，所述第一内环槽开设在所述内弧形块上，所述盖板通过螺钉可拆卸固定连接在所述连接块上，所述盖板与所述内弧形块之间形成所述缺口；

还包括A封板、B封板和C封板，所述A封板连接在所述弧形槽槽底并位于所述弧形槽外且所述B封板和所述C封板分别连接在所述弧形槽的两端开口处，所述气管穿过所述B封板以及所述C封板并伸入所述弧形槽内；

所述连接块的数量为若干块，若干块所述连接块间隔设置在所述外弧形块和所述内弧形块之间，所述外弧形块位于相邻两块所述连接块之间的位置还设置有与所述弧形槽连通的插口，所述插口中滑动插接有用于微调静止叶片环的卡兰；

所述卡兰包括调整部、插接部和顶紧部，所述调整部、所述插接部以及所述顶紧部首尾相接形成“匚”字型结构，所述插接部插接在所述插口内，所述调整部位于所述弧形槽外，所述顶紧部位于所述弧形槽内；

所述调整部上螺接有端部顶在所述外弧形块上的第一调整螺钉；

所述顶紧部上背离所述插接部的一端端部设置有顶紧于静止叶片环的外环上的顶块。

2.根据权利要求1所述的一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，其特征在于：所述外弧形块上还螺接有端部顶在盖板上以调整第二外环槽和所述第二内环槽位置的第二调整螺钉。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，其特征在于：所述外弧形块、所述内弧形块、所述连接块、所述A封板、所述B封板、所述C封板以及所述盖板的制作材料与静止叶片环的制作材料相同，还包括第一加热板和第二加热板，所述第一加热板安装在所述A封板上，所述第二加热板安装在所述盖板上。

4.根据权利要求3所述的一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，其特征在于：还包括热电偶和温度控制器，所述温度控制器通过所述热电偶与所述盖板以及所述A封板连接以检测所述盖板和所述A封板的温度，所述温度控制器与所述第一加热板和所述第二加热板均连接以控制所述第一加热板和所述第二加热板的加热温度。

5.根据权利要求4所述的一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，其特征在于：所述第一加热板和所述第二加热板均为陶瓷加热板。

6.根据权利要求5所述的一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，其特征在于：还包括捆绑件，所述第一加热板通过一个所述捆绑件可拆卸固定安装在所述A封板上，所述第二加热板通过另一个所述捆绑件可拆卸固定安装在所述盖板上。

7.根据权利要求1或2所述的一种用于静止叶片环内环与叶片焊接的夹具，其特征在于：还包括用于支撑的支腿，所述支腿连接在所述外弧形块上。

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