[發(fā)明專利]一種用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝及其焊接方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210722556.6
• 申請(qǐng)日: 2022-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN115055885A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王善林;戴忠奎;徐睦忠;趙軍軍;陳玉華;倪佳明;涂文斌;魏明煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué);浙江巴頓焊接技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B23K37/04
• 分類號(hào): B23K37/04;B23K31/02;B23K37/00
• 代理公司: 深圳市徽正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44405
• 代理人: 奉燁

1.一種用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝，其特征在于：包括底盤、壓緊塊、導(dǎo)向盤和外限制；所述底盤分別與壓緊塊、導(dǎo)向盤和外限制螺栓相連；

所述外限制上下面均設(shè)有一號(hào)沉頭螺紋孔，外限制用于限制靜葉環(huán)外圈；

所述底盤內(nèi)設(shè)有若干個(gè)均勻分布的大扇形孔，相鄰的兩個(gè)大扇形孔之間設(shè)有一個(gè)小階梯孔，并通過小階梯孔與壓緊塊相連；

所述底盤上設(shè)有小圓環(huán)型凸臺(tái)，小圓環(huán)型凸臺(tái)上均勻分布有多個(gè)二號(hào)沉頭螺紋孔；所述導(dǎo)向盤上設(shè)有與二號(hào)沉頭螺紋孔適配的大階梯孔；所述導(dǎo)向盤上設(shè)有若干個(gè)用于對(duì)卡爪導(dǎo)向的導(dǎo)向軌道；小圓環(huán)型凸臺(tái)內(nèi)鑲嵌有盤絲，盤絲上設(shè)有與卡爪配合的平面螺紋；平面螺紋帶動(dòng)所述卡爪沿著導(dǎo)向軌道移動(dòng)，以對(duì)靜葉片周向夾緊和放松；

所述壓緊塊上設(shè)有用以定位和壓緊靜葉片的大圓環(huán)型凸臺(tái)；所述壓緊塊內(nèi)設(shè)有若干個(gè)分布均勻的小扇形孔，相鄰兩個(gè)小扇形孔之間設(shè)有一個(gè)螺紋孔，螺紋孔與螺栓適配用于將壓緊塊與所述底盤相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝，其特征在于：所述壓緊塊為圓環(huán)型，其包括上壓緊塊和下壓緊塊；上壓緊塊與下壓緊塊通過第二螺栓與壓緊螺母的配合，以對(duì)靜葉環(huán)豎直方向上進(jìn)行壓緊與定位。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝，其特征在于：所述壓緊塊的大圓環(huán)形凸臺(tái)內(nèi)徑與靜葉片的葉根外徑相同，大圓形環(huán)凸臺(tái)外徑與靜葉片的葉冠內(nèi)徑相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝，其特征在于：所述盤絲與底盤的接觸面之間采用軸承相連，軸承內(nèi)設(shè)有若干個(gè)分布均勻的滾動(dòng)體；所述盤絲直徑與所述底盤的小圓環(huán)型凸臺(tái)內(nèi)徑相同，盤絲與小圓環(huán)型凸臺(tái)之間通過間隙配合相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝，其特征在于：所述卡爪與靜葉環(huán)之間設(shè)有若干個(gè)扇形擋板，且至少兩個(gè)所述卡爪作用于所述扇形擋板上。

6.一種采用權(quán)利要求1~5任一所述的用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝的焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對(duì)靜葉片的待焊面及周圍20mm區(qū)域進(jìn)行打磨除銹處理；

S2、將靜葉片裝夾到焊接工裝中，靜葉片裝配時(shí)裝配間隙小于0.05mm，并對(duì)完成好的靜葉環(huán)進(jìn)行較圓；

S3、對(duì)靜葉環(huán)和焊接工裝進(jìn)行退磁處理，直至磁通密度小于110^-4T；

S4、完成退磁處理后，采用無(wú)紡布蘸取丙酮或者酒精擦拭待焊面；

S5、將靜葉環(huán)與焊接工裝放入真空腔室中，采用小焊接熱輸入對(duì)靜葉環(huán)進(jìn)行淺道焊接，并且按預(yù)設(shè)的焊接順序完成焊接；

S6、待所述靜葉環(huán)完全冷卻后，采用預(yù)設(shè)的焊接參數(shù)和焊接順序完成對(duì)靜葉環(huán)的焊接；

S7、焊接結(jié)束后，在真空腔室環(huán)境中保持10min ~20min，放氣取出；

S8、將完成焊接后的靜葉環(huán)與焊接工裝一同進(jìn)行熱處理，完成熱處理后，拆卸靜葉環(huán)和圓形夾具。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝的焊接方法，其特征在于，所述步驟S5和步驟S6中預(yù)設(shè)的焊接順序?yàn)榈谝坏篮缚p、第二道焊縫、第三道焊縫、第四道焊縫和第五道焊縫；且步驟S6中的焊接軌跡與步驟S5形成的淺焊縫重合。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝的焊接方法，其特征在于，所述步驟S5中小焊接熱輸入的焊接參數(shù)為：

工作距離為204~324mm，加速電壓為60~140kV，聚焦電流為510~2550mA，焊接束流為16~36mA，焊接速度為100~120mm/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝的焊接方法，其特征在于，所述步驟S5和步驟S6中真空腔室內(nèi)的真空度需達(dá)到610^-4Pa；

步驟S5和步驟S6中，當(dāng)完成一道焊縫后，拆卸靜葉環(huán)并翻面裝夾，即翻轉(zhuǎn)靜葉環(huán)與壓緊塊，再通過第三螺栓對(duì)所述壓緊塊和底板進(jìn)行定位與連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于渦輪靜葉環(huán)的焊接工裝的焊接方法，其特征在于，所述步驟S5和步驟S6中，焊接工裝放置于真空腔室內(nèi)并保持水平放置狀態(tài)，并將焊接工裝放置于可旋轉(zhuǎn)的焊接平臺(tái)的中心上。