CN110449832A - 一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构 - Google Patents

一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构 Download PDF

Info

Publication number
CN110449832A
CN110449832A CN201910640809.3A CN201910640809A CN110449832A CN 110449832 A CN110449832 A CN 110449832A CN 201910640809 A CN201910640809 A CN 201910640809A CN 110449832 A CN110449832 A CN 110449832A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bucket
disk
welding
astute
weld part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910640809.3A
Other languages
English (en)
Inventor
熊建军
沈钊根
张续钟
邵保安
龚芹炬
杨希华
沈丹
任尚洁
陈璨
杨柯
马建峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Fuchunjiang Hydroelectric Equipment Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Fuchunjiang Hydroelectric Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Fuchunjiang Hydroelectric Equipment Co Ltd filed Critical Zhejiang Fuchunjiang Hydroelectric Equipment Co Ltd
Priority to CN201910640809.3A priority Critical patent/CN110449832A/zh
Publication of CN110449832A publication Critical patent/CN110449832A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • F03B1/02—Buckets; Bucket-carrying rotors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shovels (AREA)

Abstract

本发明公开了一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构，方法包括以下步骤：a.找出水斗和圆盘之间应力较低的区域，在低应力区绘制出锻焊分界线；b.通过锻造生产圆盘并进行验收；c.根据堆焊和热处理可能产生的变形量大小，预留出圆盘的加工余量，并完成锻造圆盘的粗加工；d.完成每个水斗锻件毛坯的制造，预留出水斗的加工余量，并完成独立水斗的粗加工工作；e.将粗加工水斗焊接在粗加工圆盘上；f.精焊完全部水斗，进行去应力热处理，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水斗精焊分瓣方法及结构。

Description

一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构
技术领域
本发明属于水轮机领域，尤其涉及一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构。
背景技术
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。
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，对应整锻毛坯将达到200多吨，直径达到6米以上，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
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水斗精焊分瓣方法及结构。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种冲击式水斗精焊分瓣方法，包括以下步骤：
a.找出水斗和圆盘之间应力较低的区域，在低应力区绘制出锻焊分界线；
b.通过锻造生产圆盘并进行验收；
c.根据堆焊和热处理可能产生的变形量大小，预留出圆盘的加工余量，并完成锻造圆盘的粗加工；
d.完成每个水斗锻件毛坯的制造，预留出水斗的加工余量，并完成独立水斗的粗加工工作；
e.将粗加工水斗焊接在粗加工圆盘上；
f.精焊完全部水斗，进行去应力热处理，探伤合格后进行精加工。
对于百万千瓦级别转轮，整锻毛坯将达到200多吨，将转轮分成圆盘和水斗两部分，之后再将圆盘部分和水斗部分进行焊接固定，锻造圆盘可以减少到80多吨，大大降低了转轮的锻造难度，符合目前锻造设备的制造能力要求。
作为优选，步骤a中，对水斗和圆盘进行有限元计算，根据有限元计算结果，找出水斗根部应力较低的区域。冲击转轮的高应力区主要集中在水斗根部，焊缝的位置结合水斗有限元计算FEA应力计算结果，布置在低应力区，有效保证水斗根部的强度。
一种冲击式水斗精焊分瓣结构，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，所述水斗的内侧与圆盘焊接固定。这样，转轮分成了圆盘和水斗两部分，两者分别进行加工，之后再焊接成一体结构，应当前的锻造设备制造能力要求，可有效降低制造难度和生产成本。
作为优选，所述圆盘的外周设有与各个水斗对应的圆盘焊接部，圆盘焊接部凸出于圆盘的外周，所述水斗的内侧设有与圆盘焊接部配合的水斗焊接部。圆盘焊接部位于圆周的外周，并且与圆周为一体成型，整体一致性较高，可有效保证水斗根部的强度，同时降低水斗的焊接难度，提高生产加工便利性。
作为优选，所述圆盘焊接部的外侧设有弧形的端部焊接面，圆盘焊接部在端部焊接面两侧分别设有平行的侧焊接面，所述水斗焊接部为焊接槽，所述焊接槽的底面与端部焊接面配合，焊接槽的侧面与侧焊接面配合。这样，凸出的圆盘焊接部***至水斗的焊接槽中配合，整体连接强度较高，在两者焊接之后，焊缝处可避开高应力位置，有效保证水斗根部的强度。
作为优选，所述圆盘焊接部和水斗焊接部之间设有焊缝，所述焊缝为双边U形坡口或双边J形坡口。这样，水斗和圆盘的两边均进行焊接固定，有效保证焊接强度。
作为优选，所述圆盘焊接部的外侧设有圆盘焊接平面，所述水斗焊接部设有与圆盘焊接平面配合的水斗焊接平面，所述水斗焊接平面位于水斗的凹陷处底部。水斗和圆盘的焊接处靠近水斗的凹陷最底部，焊缝为直线或接近直线，有效减少焊接量，保证焊接经济性。
本发明的有益效果是：（1）采用分块焊接结构，将锻造圆盘重量减少到80多吨，符合锻造设备的制造能力要求，降低生产难度；（2）焊接位置位于低应力区，有效提高水斗根部强度，保证转轮整体可靠性。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明的一种结构示意图；
图3是本发明实施例1的焊接位置示意图；
图4是本发明实施例1的圆盘焊接部结构示意图；
图5是本发明实施例1的水斗的结构示意图；
图6是图3中A-A处焊缝为双边U形坡口示意图；
图7是图3中A-A处焊缝为双边J形坡口示意图；
图8是本发明实施例2的水斗的结构示意图；
图9是本发明实施例2的圆盘的结构示意图；
图10本发明实施例2的焊接位置示意图。
图中：圆盘1，圆盘焊接部1a，侧焊接面11，端部焊接面12，圆盘焊接平面101，水斗2，水斗焊接部2a，侧面21，底面22，水斗焊接平面201，焊缝3。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
一种冲击式水斗精焊分瓣方法,包括以下步骤：
a. 对水斗和圆盘进行有限元计算，根据有限元计算结果，找出水斗和圆盘之间应力较低的区域，避免焊缝位于水斗根部应力集中的区域从而保证水斗和圆盘之间的焊接质量，在低应力区绘制出锻焊分界线；
b. 如图1所示，通过锻造生产出圆盘毛坯，并进行验收；
c. 根据堆焊和热处理可能产生的变形量大小，预留出圆盘的加工余量，并完成锻造圆盘的粗加工，圆盘毛坯的外周上加工出于各个水斗对应的圆盘焊接部；
d. 完成每个水斗锻件毛坯的制造，预留出水斗的加工余量，并完成独立水斗的粗加工工作，水斗毛坯的内侧加工出于圆盘焊接部对应的水斗焊接部2a；
e. 将粗加工水斗焊接在粗加工圆盘上；
f. 精焊完全部水斗，进行去应力热处理，探伤合格后进行精加工，保证焊缝焊接处与水斗及圆盘表面光滑平整。
实施例1
一种冲击式水斗精焊分瓣结构，如图2所示，包括圆盘1以及与圆盘1独立设置的若干水斗2，水斗2围绕圆盘1外圆周等角度排列。如图3所示，圆盘1的外周设有与各个水斗2对应的圆盘焊接部1a，圆盘焊接部1a凸出于圆盘1的外周，水斗2的内侧设有与圆盘焊接部1a配合的水斗焊接部2a，水斗2的内侧通过水斗焊接部2a与圆盘1外周的圆盘焊接部1a进行焊接固定。
如图4所示，圆盘焊接部1a的外侧设有弧形的端部焊接面12，圆盘焊接部1a在端部焊接面12两侧分别设有平行的侧焊接面11。如图5所示，水斗焊接部2a为焊接槽，焊接槽的底面22与端部焊接面12配合，焊接槽的侧面21与侧焊接面11配合。圆盘焊接部和水斗焊接部之间形成如图2中所示的焊缝3，如图6所示，焊缝3可以为双边U形坡口，如图7所示，焊缝3也可以为双边J形坡口。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于，如图8所示，圆盘焊接部1a的外侧设有圆盘焊接平面101，如图9所示，水斗焊接部2a设有与圆盘焊接平面101配合的水斗焊接平面201，水斗2设有向内的凹陷，水斗2的凹陷呈弧形，水斗焊接平面201位于水斗2的凹陷处底部，两者焊接后的结构如图10所示，焊缝3为直线或接近直线，水斗2和圆盘1的焊接处靠近水斗2的凹陷最底部，有效减少焊接量，保证焊接经济性。

Claims (7)

1.一种冲击式水斗精焊分瓣方法，包括以下步骤：
a.找出水斗和圆盘之间应力较低的区域，在低应力区绘制出锻焊分界线；
b.通过锻造生产圆盘并进行验收；
c.根据堆焊和热处理可能产生的变形量大小，预留出圆盘的加工余量，并完成锻造圆盘的粗加工；
d.完成每个水斗锻件毛坯的制造，预留出水斗的加工余量，并完成独立水斗的粗加工工作；
e.将粗加工水斗焊接在粗加工圆盘上；
f.精焊完全部水斗，进行去应力热处理，探伤合格后进行精加工。
2.根据权利要求1所述的一种冲击式水斗精焊分瓣方法，其特征是，步骤a中，对水斗和圆盘进行有限元计算，根据有限元计算结果，找出水斗根部应力较低的区域。
3.一种冲击式水斗精焊分瓣结构，其特征是，包括圆盘（1）以及与圆盘（1）独立设置的若干水斗（2），所述水斗（2）围绕圆盘（1）外圆周等角度排列，所述水斗（2）的内侧与圆盘（1）焊接固定。
4.根据权利要求3所述的一种冲击式水斗精焊分瓣结构，其特征是，所述圆盘（1）的外周设有与各个水斗（2）对应的圆盘焊接部（1a），圆盘焊接部（1a）凸出于圆盘（1）的外周，所述水斗（2）的内侧设有与圆盘焊接部（1a）配合的水斗焊接部（2a）。
5.根据权利要求4所述的一种冲击式水斗精焊分瓣结构，其特征是，所述圆盘焊接部（1a）的外侧设有弧形的端部焊接面（12），圆盘焊接部（1a）在端部焊接面（12）两侧分别设有平行的侧焊接面（11），所述水斗焊接部（2a）为焊接槽，所述焊接槽的底面（22）与端部焊接面（12）配合，焊接槽的侧面（21）与侧焊接面（11）配合。
6.根据权利要求4或5所述的一种冲击式水斗精焊分瓣结构，其特征是，所述圆盘焊接部（1a）和水斗焊接部（2a）之间设有焊缝（3），所述焊缝（3）为双边U形坡口或双边J形坡口。
7.根据权利要求4所述的一种冲击式水斗精焊分瓣结构，其特征是，所述圆盘焊接部（1a）的外侧设有圆盘焊接平面（101），所述水斗焊接部（2a）设有与圆盘焊接平面（101）配合的水斗焊接平面（201），所述水斗焊接平面（201）位于水斗（2）的凹陷处底部。
CN201910640809.3A 2019-07-16 2019-07-16 一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构 Pending CN110449832A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910640809.3A CN110449832A (zh) 2019-07-16 2019-07-16 一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910640809.3A CN110449832A (zh) 2019-07-16 2019-07-16 一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110449832A true CN110449832A (zh) 2019-11-15

Family

ID=68482741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910640809.3A Pending CN110449832A (zh) 2019-07-16 2019-07-16 一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110449832A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111545993A (zh) * 2020-04-14 2020-08-18 哈动国家水力发电设备工程技术研究中心有限公司 一种冲击式水轮机转轮中斗叶的制造方法
CN112983715A (zh) * 2021-04-13 2021-06-18 哈尔滨电机厂有限责任公司 一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮
CN113478183A (zh) * 2021-07-19 2021-10-08 沈阳市盛华特种铸造有限公司 一种分体焊接结构冲击式转轮的制造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104625650A (zh) * 2015-01-21 2015-05-20 重庆科技学院 冲击式水轮机转轮的制造工艺

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104625650A (zh) * 2015-01-21 2015-05-20 重庆科技学院 冲击式水轮机转轮的制造工艺

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C_卡尔特拉洛等: "《冲击式水轮机转轮制造的最新发展》", 《水利水电快报》 *
周德智: "《水斗式水轮机的现状（第二部分：结构设计）》", 《东方电机》 *
赵艳峰: "《冲击式水轮机转轮水斗3D堆焊装置设计及运动分析》", 《工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111545993A (zh) * 2020-04-14 2020-08-18 哈动国家水力发电设备工程技术研究中心有限公司 一种冲击式水轮机转轮中斗叶的制造方法
CN111545993B (zh) * 2020-04-14 2022-01-04 哈动国家水力发电设备工程技术研究中心有限公司 一种冲击式水轮机转轮中斗叶的制造方法
CN112983715A (zh) * 2021-04-13 2021-06-18 哈尔滨电机厂有限责任公司 一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮
CN113478183A (zh) * 2021-07-19 2021-10-08 沈阳市盛华特种铸造有限公司 一种分体焊接结构冲击式转轮的制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110449832A (zh) 一种冲击式水斗精焊分瓣方法及结构
CN110449760A (zh) 一种冲击式转轮精焊方法及结构
CN103920846B (zh) 一种高温合金台阶轴径向锻造方法
CN108942107A (zh) 一种冲击式水轮机转轮的制造方法
CN102990237A (zh) 大型连接筒体的焊接工艺方法
CN105414737B (zh) 一种提高薄板搅拌摩擦焊接头性能的方法
CN102430893A (zh) 一种小内径空心主轴的制造方法
CN101920304B (zh) 一种大型钢质轴类锻件的锻造方法
CN108723162A (zh) 一种流体压力诱导成形切向非封闭变截面管状零件的方法
CN105345413A (zh) 焊接锚链的生产工艺
CN111069362A (zh) 一种管状零件的成形方法
CN103600212A (zh) 一种焊接齿轮的加工方法
CN103658940B (zh) 大型水轮机导叶的制造工艺
CN102161428A (zh) 一种平衡辊的改进结构及其制作方法
CN102266936A (zh) 一种铁水罐的制作方法
CN210509456U (zh) 一种冲击式水斗精焊分瓣结构
CN110449761A (zh) 一种冲击式转轮3d堆焊方法及结构
CN109202386B (zh) 一种钛及钛合金板材焊缝组织改善方法
CN110778804A (zh) 油气输送管及油气输送管的制作方法
CN103753161B (zh) 一种用于大型设备上的冷却加热盘管的加工工艺
CN111112952A (zh) 一种锅炉集箱管座整体成型工艺
CN211052901U (zh) 一种用于控制棒驱动机构上钩爪制造的板材
CN211540120U (zh) 可提高加工效率和产品质量的钩爪制造用零件
CN110509010B (zh) 一种重型车轮座圈加工工艺
CN208519209U (zh) 一种锻造楔式弹性阀瓣

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191115

RJ01 Rejection of invention patent application after publication