[發(fā)明專利]一種汽輪機空心靜葉的自動化焊接系統(tǒng)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110119109.3
• 申請日: 2011-05-10
• 公開（公告）號: CN102179604A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王烜烽;黃玉亭;李湘軍;蘇化冰;徐大懋
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫透平葉片有限公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/127;B23K9/235
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧朝瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽輪機空心靜葉的焊接加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種汽輪機空心靜葉的自動化焊接系統(tǒng)方法。

背景技術(shù)

汽輪機空心靜葉是由兩塊沖壓內(nèi)、背弧薄板配合焊接而成，由于薄板在沖壓及坡口銑削地過程中會存在不同程度的偏差，使得空心靜葉的內(nèi)、背弧板坡口在焊接前的存在著較大的一致性差異，如出現(xiàn)坡口位置偏差、坡口角度偏差以及坡口深度偏差等問題，其不利于自動化焊接設(shè)備對焊接位置的識別和調(diào)整，且由于機器人系統(tǒng)設(shè)定程序后其焊槍位置保持不變，當(dāng)焊接坡口因工件尺寸偏差而產(chǎn)生位置、角度或深度偏離時，由于焊槍位置不能隨坡口的偏差而進(jìn)行調(diào)整，更易導(dǎo)致焊接滲透不足、坡口底部未熔合以及焊縫不平整等焊接質(zhì)量缺陷，因而目前此類葉片的焊接加工一直處于手工焊接領(lǐng)域，手工焊接雖然有著操作靈活、適應(yīng)范圍廣的特點，但是極易受到焊接工人焊接姿態(tài)、體力以及焊接技術(shù)的影響，其生產(chǎn)效率低、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，不利于此類葉片的批量化生產(chǎn)。另外，以往的空心靜葉手工焊接是采用先點焊再手工全焊出汽邊最后全焊進(jìn)汽邊的工藝流程，其缺點在于：其采用全焊出汽邊后再全焊進(jìn)汽邊的焊接工藝順序，由于出汽邊采用堆焊焊接，在進(jìn)行出汽邊每一道焊縫焊接后都要進(jìn)行焊縫的冷卻后才能進(jìn)行下一道焊縫的焊接，其焊接效率低；且以往的手工焊接出汽邊需要5-7道焊縫，其焊縫道數(shù)多、熱輸入大、焊接變形大。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種汽輪機空心靜葉的自動化焊接系統(tǒng)方法，其能取代以往此類葉片靠手工焊接的方法，降低工人勞動強度，提高加工效率，同時克服空心靜葉內(nèi)、背弧薄板由于坡口焊前一致性差異而不利于焊接設(shè)備對焊接位置的識別和調(diào)整的困難，并能有效解決一般自動化焊接設(shè)備在焊接過程中不能實時地根據(jù)工件坡口形貌進(jìn)行焊接位置的調(diào)整的問題；且本發(fā)明方法改進(jìn)了以往手工焊接的工藝流程，減少焊縫的焊接道數(shù)，減少了焊接變形。

其技術(shù)方案是這樣的，將汽輪機空心靜葉的內(nèi)、背弧薄板裝配到夾具上并固定，其特征在于：首先對所述空心靜葉的出汽邊坡口進(jìn)行預(yù)處理，再采用帶有手臂的焊接機器人系統(tǒng)聯(lián)合熔化極氣體保護(hù)焊弧焊設(shè)備（福尼斯CMT焊接設(shè)備）對汽輪機空心靜葉的出汽邊和進(jìn)汽邊進(jìn)行擺弧工藝焊接，在對所述空心靜葉的出汽邊與進(jìn)汽邊進(jìn)行擺弧工藝焊接時，在焊接機器人手臂的焊槍前安裝具有掃描功能的激光跟蹤器，焊接時通過激光跟蹤器來掃描薄板空心靜葉的坡口邊角線，通過坡口形貌的變化自動調(diào)整焊槍的位置最終完成焊接作業(yè)。

其進(jìn)一步特征在于：

所述對空心靜葉的出汽邊坡口進(jìn)行預(yù)處理包括以下步驟：

（1）采用手工鎢極氬弧焊焊接設(shè)備，選用與所述空心靜葉內(nèi)背弧板材料相匹配的焊絲對出汽邊的內(nèi)背弧板進(jìn)行點焊固定并焊透；

（2）采用與所述點焊相同類別的焊絲對整條出汽邊用手工氬弧焊進(jìn)行整體修補打底焊接，在所述空心靜葉的出汽邊得到一條光滑平整的襯底焊縫；

在焊接所述薄板空心靜葉進(jìn)汽邊時，所述激光跟蹤器掃描進(jìn)汽邊坡口兩條邊角線，同時焊槍根據(jù)掃描信號自動調(diào)整焊接位置，使得焊槍位置始終位于所述進(jìn)汽邊兩條邊角線的中央；在所述焊接薄板空心靜葉出汽邊時，先用所述激光跟蹤器掃描出汽邊坡口的一條邊角線位置并記錄，然后焊槍在所述的一條邊角線位置基礎(chǔ)上向外偏移3mm～10mm再進(jìn)行焊接操作；

所述空心靜葉的出汽邊、進(jìn)汽邊擺弧工藝焊接包括以下步驟：首先焊接所述空心靜葉的出汽邊第一道擺弧焊縫，然后焊接所述空心靜葉進(jìn)汽邊，再依次對所述空心靜葉的出汽邊余下各道擺弧焊縫進(jìn)行焊接。

其更進(jìn)一步特征在于：所述對空心靜葉的出汽邊坡口預(yù)處理操作中，所述點焊的間隔為50mm～200mm；所述對整條出汽邊進(jìn)行整體修補焊接時，所述焊絲直徑為φ1.0mm～φ2.0mm，焊接電流為90A～130A；所述襯底焊縫的焊角高度為2mm～4mm；