單缸式汽輪機焊接轉子及其焊接方法
2023-05-18 23:11:11
專利名稱：單缸式汽輪機焊接轉子及其焊接方法
技術領域：
本發明涉及一種汽輪機製造領域，特別涉及一種單缸式汽輪機轉子以及這種轉子 的一種焊接方法。
背景技術：
單缸式汽輪機在使用時，其轉子一般需要在中高壓區和低壓區兩個區域內進行工 作，其中，中高壓區的最高進汽溫度可達到600°C，而低壓進汽溫度最高則只有380°C，為了 保證轉子具有良好的工況，一般要求位於中高壓區內的轉子段要具有良好的高溫性能，而 位於低壓區內的轉子段要具有良好的韌性和較高的強度。目前單缸式汽輪機的轉子都是採用一種鍛件材料採用整體鍛造的方式鍛造而成， 為了保證其中高壓區內的轉子段要具有良好的高溫性能，低壓區內的轉子段要具有良好的 韌性和較高的強度，需要對單缸式汽輪機的轉子進行特殊熱處理，對該單缸式汽輪機轉子 進行熱處理工藝條件非常苛刻，工藝過程複雜，特別是在中高壓與低壓區交界處的混合區 域尺寸難以控制，混合區域內轉子材料的性能難以達到各自要求的理想狀態，因此採用這 種整體鍛造的方式加工單缸式汽輪機轉子效果並不理想。
發明內容
針對上述現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種加工工藝簡單、 製造周期短、生產成本低的單缸式汽輪機焊接轉子。為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案一種單缸式汽輪機焊接轉子，其包括一中高壓區轉子段和一低壓區轉子段，所述 中高壓區轉子段由25Cr2NiMolV鍛件材料鍛造而成，所述低壓區轉子段由30Cr2Ni4MoV鍛 件材料鍛造而成，所述中高壓區轉子段與所述低壓轉子段由2. 5% Ni低合金焊絲同軸焊接 為一個整體。優選的，所述25Cr2NiMolV鍛件材料化學成分重量百分比為C :0. 18 0. 30、Si 0. 30 1. 20、Mn :0. 30 1. 20、Mo :0. 75 1. 50、Cr :1. 70 2. 50、Ni :0. 70 1. 10、 V 0. 06 0. 30、P 彡 0. 020、S 彡 0. 015、Al ^ 0. 010、Cu 彡 0. 20、Sb ^ 0. 0020、Sn ^ 0. 020、As ^ 0. 020，其餘為鐵；所述30Cr2Ni4MoV鍛件材料化學成分重量百分比為C 彡 0. 35、Si ^ 0. 10、Mn :0. 20 0. 50、Mo :0. 25 0. 70、Cr :1. 35 2. 10、Ni :3. 20 3. 85、V 彡 0. 15、P 彡 0. 010、S 彡 0. 010、Al 彡 0. 010、Cu 彡 0. 15、Sb 彡 0. 0020、Sn 彡 0. 020、As ^ 0. 020，其餘為鐵。本發明還公開了一種上述單缸式汽輪機焊接轉子的焊接方法，其包括如下步驟1)在鍛造好的中高壓區轉子段和低壓區轉子段加工焊接坡口 ；2)將中高壓區轉子段、低壓區轉子段按連接時的位置關係垂直的放置在一水平轉 臺上，並在高壓區轉子段、低壓區轉子段的焊接處設置相應的氬弧焊焊槍，通過水平轉臺帶 動高壓區轉子段、低壓區轉子段旋轉，同時由氬弧焊焊槍對高壓區轉子段、低壓區轉子段進行初步焊接，使高壓區轉子段、低壓區轉子段初步連接在一起；3)將連接為一個整體的高壓區轉子段、低壓區轉子段進行翻轉，將其放置在滾輪 支架上，並在焊接處設置相應的埋弧焊，通過驅動裝置帶動高壓區轉子段、低壓區轉子段旋 轉，同時由埋弧焊對高壓區轉子段、低壓區轉子段進行再次焊接，使高壓區轉子段、低壓區 轉子段連接為一整體；4)採用熱處理爐對焊縫處進行熱處理，熱處理的溫度範圍為550°C -680°C。在步驟4)中熱處理完成後，可採用加工刀具對焊縫的外圓進行加工，加工完成後 再對焊縫進行NDT檢驗，確定焊縫的質量是否合格。上述技術方案具有如下有益效果該單缸式汽輪機焊接轉子根據轉子工作區域的 不同，將轉子分為中高壓區轉子段和低壓區轉子段兩段，各段根據其工作區域溫度的不同 採用不同的鍛件材料進行鍛造，進而使各段滿足其工作區域溫度的需要，然後只需將兩端 焊接起來，並對焊接處的焊縫進行熱處理，這樣即可使該轉子的質量滿足要求。該單缸式汽 輪機焊接轉子設計先進、結構緊湊，在各段鍛造完成後只需一次焊接及對焊縫處的一次熱 處理即可完成，生產過程非常簡單，可使生產周期縮短，使生產成本降低。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。 本發明的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。
圖1為本發明實施例焊接轉子的結構示意圖。圖2為本發明焊接轉子進行氬弧焊焊接時的示意圖。圖3為本發明焊接轉子進行埋弧焊焊接時的示意圖。圖4為本發明焊接轉子進行熱處理時的示意圖。圖5為本發明焊接轉子焊縫進行NDT檢驗的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的優選的實施例進行詳細介紹。如圖1所示，該單缸式汽輪機焊接轉子包括一中高壓區轉子段1和一低壓區轉子 段3，中高壓區轉子段1與低壓轉子段3由2. 5% Ni低合金焊絲同軸焊接為一個整體，在中 高壓區轉子段1和低壓轉子段3之間形成焊縫2。由於該中高壓區轉子段1是在溫度較高的環境下工作，因此中高壓區轉子段1需 要有具有良好的高溫性能，故中高壓區轉子段1可採用25Cr2NiMolV鍛件材料進行鍛造。如
下表所示為中高壓區轉子段五個實施例中除鐵元素外其餘化學成分具體的重量
實施例編號CSiMnMoCrNiV10. 180. 300. 300. 752. 500. 800. 1520. 200. 500. 601. 202. 401. 100. 30
權利要求
1.一種單缸式汽輪機焊接轉子，其特徵在於其包括一中高壓區轉子段和一低壓區 轉子段，所述中高壓區轉子段由25Cr2NiMolV鍛件材料鍛造而成，所述低壓區轉子段由 30Cr2Ni4MoV鍛件材料鍛造而成，所述中高壓區轉子段與所述低壓轉子段由2. 5% Ni低合 金焊絲同軸焊接為一個整體。
2.根據權利要求1所述的單缸式汽輪機焊接轉子，其特徵在於所述25Cr2NiMolV鍛 件材料化學成分重量百分比為C 0. 18 0. 30、Si 0. 30 1. 20、Mn :0. 30 1. 20、Mo 0. 75 1. 50,Cr :1. 70 2. 50,Ni :0. 70 1. 10,V :0. 06 0. 30,P 彡 0. 020,S 彡 0. 015、 Al ^ 0. 010、Cu ^ 0. 20、Sb ^ 0. 0020、Sn ^ 0. 020、As ^ 0. 020，其餘為鐵；所述 30Cr2Ni4MoV鍛件材料化學成分重量百分比為C 彡0. 35、Si 彡0. 10、Mn :0. 20 0. 50、 Mo 0. 25 0. 70,Cr :1. 35 2. 10,Ni :3. 20 3. 85,V 彡 0. 15,P 彡 0. 010, S 彡 0. 010、 Al 彡 0. 010、Cu 彡 0. 15、Sb 彡 0. 0020、Sn 彡 0. 020、As 彡 0. 020，其餘為鐵。
3.—種單缸式汽輪機焊接轉子的焊接方法，其特徵在於，其包括如下步驟1)在鍛造好的中高壓區轉子段和低壓區轉子段加工焊接坡口；2)將中高壓區轉子段、低壓區轉子段按連接時的位置關係垂直的放置在一水平轉臺 上，並在高壓區轉子段、低壓區轉子段的焊接處設置相應的氬弧焊焊槍，通過水平轉臺帶動 高壓區轉子段、低壓區轉子段旋轉，同時由氬弧焊焊槍對高壓區轉子段、低壓區轉子段進行 初步焊接，使高壓區轉子段、低壓區轉子段初步連接在一起；3)將連接為一個整體的高壓區轉子段、低壓區轉子段進行翻轉，將其放置在滾輪支架 上，並在焊接處設置相應的埋弧焊，通過驅動裝置帶動高壓區轉子段、低壓區轉子段旋轉， 同時由埋弧焊對高壓區轉子段、低壓區轉子段進行再次焊接，使高壓區轉子段、低壓區轉子 段連接為一整體；4)採用熱處理爐對焊縫處進行熱處理，熱處理的溫度範圍為550°C-680°C。
4.根據權利要求3所述的單缸式汽輪機焊接轉子的焊接方法，其特徵在於在步驟4) 中熱處理完成後，可採用加工刀具對焊縫的外圓進行加工，加工完成後再對焊縫進行NDT 檢驗，確定焊縫的質量是否合格。
全文摘要
本發明公開一種單缸式汽輪機焊接轉子，其包括一中高壓區轉子段和一低壓區轉子段，所述中高壓區轉子段由25Cr2NiMo1V鍛件材料鍛造而成，所述低壓區轉子段由30Cr2Ni4MoV鍛件材料鍛造而成，所述中高壓區轉子段與所述低壓轉子段由2.5%Ni低合金焊絲同軸焊接為一個整體。該單缸式汽輪機焊接轉子設計先進、結構緊湊，在各段鍛造完成後只需一次焊接及對焊縫處的一次熱處理即可完成，生產過程非常簡單，可使生產周期縮短，同時降低生產成本。
文檔編號B23K9/235GK102071975SQ20101058588
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者喬尚飛, 劉霞, 沈紅衛, 王思玉 申請人:上海電氣電站設備有限公司