Выбор способа сварки диафрагменной лопатки паровой турбины

Использовать источник питания - выпрямитель ВСВУ-400, редуктор АР-40, горелку РГА-400, ротаметр РС-3. Прихватить детали поз. 1 и поз. 2 в местах стыка ручной аргоно - дуговой сваркой: длина прихваток - L=10 мм, количество прихваток - 6 шт. Прихватки выполнять от центра к краям. Iсв=70 А, Uсв=8-12 В, Св - 08Г2С 2 мм, прямая полярность, расход газа Q=6-8 л/мин.

0020 Маркирование.

Маркирование ударом (по ТТ чертежа).

Использовать набор клейм, молоток слесарный.

0025 Контрольная.

Технический контроль сборки под ЭЛС. Использовать набор щупов №2, измерительную линейку. Проверить зазор между деталью поз. 1 и поз. 2; в профильной полости зазор более 0,1 мм не допускается, зазор в стыке не более 0,2 мм.

Проверить неплоскостность вставки, допустимая неплоскостность 0,2 мм.

Внимание!

Собранная партия лопаток не должна пролеживать до сварки более 3-х дней. В процессе сварки лопатки должны быть укрыты полиэтиленовой пленкой или бумагой.

0030 Подготовительная.

Произвести замеры силового магнитного поля лопатки, собранной под ЭЛС. Прибор FSM - 1.

Произвести размагничивание лопатки перед ЭЛС. Допустимая намагниченность составляет 1-2 А/см. Использовать стенд для размагничивания 0861 - 5467.

Поместить 7 лопаток в приспособление, предварительно удалив прижимную планку.

0035 Сварочная.

Электронно-лучевая сварка на ЭЛУ «Луч - 4». Заварить лопатку электронно-лучевой сваркой с параметрами:

Iсв=100 мА,

Iф =100 мА,

Vсв=20 см/мин,

Uуск=30 кВ,

Частота колебаний 300 Гц,

Lраб=100 мм.

Сварку начинать с широкой части торца. Одновременная загрузка в камеру - 7 лопаток (см. приспособление). На концах вставок допускается непровар 5 мм, образованный резким уменьшением сварочного тока. Выполнение разглаживающего прохода не допускается.

0040 Термическая.

Отпуск. Снятие сварочных напряжений.

Т, ⁰С 700

t, с

Использовать электрическую печь KS-1300.

0045 Слесарная.

Зачистить усиление сварного шва после ЭЛС. Использовать шлифовальную машинку ИП 2009-п1, металлическую щетку. Выступание сварного шва над поверхностью планки не допускается.

0050 Правка.

Использовать гидропресс.

1. Вырезать прокладки 40х30 мм, =1,5 мм, Ст10 (для 4-х лопаток) 3 штуки.

Установить лопатки на вставку п. 2. Замерить неплоскостность.

2. Установить с подгонкой по месту под лопатку прокладки. Произвести рихтовку лопатки для получения неплоскостности вставки до 0,7 мм согласно чертежу. Рихтовать каждую лопатку 3 раза.

3. После рихтовки 4-х лопаток повторно вырезать прокладки и произвести рихтовку.

0055 Контрольная.

Технический контроль геометрических размеров изделия. Набор щупов №2.

Установить лопатку на разметочную плиту. Положить на нее мерительную линейку. Проверить неплоскостность. Допустимая неплоскостность не более 0,7 мм.

0060 Подготовительная.

Подготовить поверхность подреза для сварки. Использовать пневмо - мех. щетку и машину шлиф ИП 2009-п1. Зачистить дефектную поверхность до чистого металла: Lшва=0,3 м, глубина 1 мм или отдельные поры в кол-ве 6 штук длиной 2,5 мм.

Обезжирить поверхность, обработав ее бязью, смоченной в спирте (ацетоне) и отжатой.

0065 Сварочная.

Подварить оставшиеся подрезы после ЭЛС. Использовать источник питания - выпрямитель ВСВУ-400, редуктор АР-40, горелку РГА-400, ротаметр РС-3. Осуществлять ручной сваркой неплавящимся электродом в среде аргона. Iсв=100 А, Uсв=10-14 В, Св - 04Х19Н11М3 2 мм, прямая полярность, расход газа Q=6-8 л/мин. При сварке не допускать перегрева металла.

0070 Слесарная.

Зачистить усиление сварного шва после ручной сварки неплавящимся электродом в среде аргона. Использовать шлифовальную машинку ИП 2009-п1, металлическую щетку. Выступание сварного шва над поверхностью лопатки не допускается.

0075 Контрольная.

1. Внешний осмотр - 100%.

2. Ультразвуковая дефектоскопия - 100%.

Для ультразвукового контроля использовать дефектоскопы УД-2 или ДУК-13ИМ.

Заключение

Для изготовления диафрагменной лопатки паровой турбины выбрана высокохромистая жаропрочная сталь мартенситно-ферритного класса сталь 12Х13. Данный материал обеспечивает высокую технологичность изделия, по сравнению с другими материалами. Выбор производился с учетом экономических и технологических (химическая и механическая характеристики) факторов оценки. Учитывая экономический фактор данной задачи, сталь 12Х13 является одной из самых дешевых в своем классе высокохромистых сталей, т. к. чем выше степень легирования, тем выше цена стали и степень ее распространенности в промышленности.

Для сварки диафрагменной лопатки из стали 12Х13 был выбран способ с использованием электронного луча. Это объясняется рядом достоинств ЭЛС при сварке этих сталей:

1. Минимальная деформация свариваемого изделия, т. к. поток электронов внедряется в свариваемое изделие на всю глубину проплавления, что обеспечивает получение минимальной металлоемкости сварочной ванны.

2. Высокие физико-химические характеристики сварного соединения непосредственно после сварки позволяют исключить последующую механическую обработку.

3. Относительно высокая погонная энергия при сильной степени ее концентрации, т.е. энергия, вводимая в участок сварного соединения за определенный промежуток времени. При этом достигается высокая скорость кристаллизации металла сварного шва и минимальное термическое воздействие сварочного нагрева на основной металл в ОШЗ (локальность сварочного нагрева).

Все эти положительные стороны ЭЛС с сочетанием правильно подобранных параметров режима сварки помогают достичь наилучшего качества сварного соединения.

Выбор параметров режима ЭЛС производился на основе детального теоретического и экспериментального анализа каждого из них. Выявление закономерностей влияния некоторых из параметров на геометрические характеристики сварного соединения помогло максимально исключить возможность появления в нем дефектов.

Литература

Волченко В.Н. Справочник. Сварка и свариваемые материалы, т. 2. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998.

Арзамасов В.И., Мухин Г.Г. и др. Материаловедение. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.

Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Зуев И.В. Справочник. Электроннолучевая обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1981.

Акулов А.И., Бельчук Г.А. Технология и оборудование сварки плавлением. - М.: Машиностроение, 1977.

Башенко В.В. Электронно-лучевые установки. - М.: Машиностроение, 1972.

Шиллер З., Гайзиг У., Панцер З. Электроннолучевая технология. - М.: Энергия, 1980.

Лившиц Л.С. Металловедение. - М.: Машиностроение, 1979.

Степанов В.В. Справочник сварщика. - М.: Машиностроение, 1982.

Журавлев В.Н., Николаева О.И. Справочник. Машиностроительные стали. - М.: Машиностроение, 1992.