改善汽轮机空心静叶焊接自动化应用的研究

第4 2卷第 1期 2 0 1 3年 3月 Vo 1 4 2 N o 1 Ma r 2 01 3 改善 汽轮机 空心静 叶焊接 自动化 应用的研 究 王炬烽 苏化冰 滕树新 张志伟 无锡透平叶片有限公司 无锡 2 1 4 1 7 4 摘要 以 1 0 0 0MW 汽轮机 空心静 叶的焊接 制造应 用为实例 通过研 究焊前预 处理 工艺 机 器人摆弧 工 艺 激 光跟踪应用及半手动程序调制工艺来改善 自动化焊接生产过程中的局限性 即解决焊接 自动化对焊接件一致 性要 求极为苛刻的 问题 从 而提 高空心静叶 自动化焊接 生产的工艺及质量稳定性 改善后 的 自动化焊接焊缝 经目视 V T 渗透 射线 R T 检测及低倍组织分析 质量符合 E N 5 8 1 7 C级 关键词 汽轮机 空心静 叶 焊接 自动化 机 器人 一致性 应用局限 中图分类号 T K 2 6 6 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 5 5 4 9 2 0 1 3 0 1 0 0 4 3 0 4 A S t u d y o f W e l d i ng Pr o c e s s i ng t o De a l wi t h Ap pl i c a t i o n Ba r r i e r s i n Au t o m a t i c W e l d i ng o f Ho l l o w S t e a m Tur b i n e Bl a de W A N G X u a n f e n g T E NG S h u x i n S U H u a b i n g Z H A N G Z h i w e i Wu x i T u r b i n e B la d e Co L l d Wu x i 2 1 4 1 7 4 C h i n a Abs t r a c t B a s e d o n t h e s t u d y o f w e l d i n g p r o c e s s i n g o f h o l l o w s t e a m t u r b i n e b l a d e s u s e d o n 1 0 0 0 MW s t e a m t u r b i n e u n i t s t h e a p p l i c a t i o n b a r r i e r s o f a u t o ma t i c we l d i n g s u c h a s a g r e a t d i me n s i o n u n i f o r mi t y a n d p r e c i s e p o s i t i o n s a r e ma i n l y f o c u s e d T h e p r e t r e a t me n t O il gro o v e b e f o r e a u t o ma t i c w e l d i n g r o b o t w e a v i n g p roc e s s i n g l a s e r t r a c k i n g s y s t e m a n d s e mi ma n u al p r o gra m we r e u s e d a n d t h e a f f e c t i o n o n we l d i n g q u a l i t y wa s a l s o ass e s s e d Vi s u a l T e s t V T P e n e t r a t i o n T e s t P T R a d i a t i o n T e s t R T a n d m a c r o s t r u c t u r e a n a l y s i s w e r e a p p l i e d t o i n s p e c t t h e s u r f a c e a n d i n n e r d e f e c t s T h e w e l d i n g p r o c e s s i n g me t h o d s d e mo n s t r a t e t h a t t h e p o s s i b i l i t y an d s t a b i l i t y o f p r o d u c i n g h o l l o w s t e a m t u r b i n e b l a d e a r e i mp r o v e d s u c c e s s f u l l y and t h e w e l d i n g q u ali t y i s p r o v e d t o b e c o n f o r ma n c e t o E N 5 8 1 7 C Ke y wo r d s h o l l o w s t e a m t u r b i n e b l a d e a u t o ma t i c w e l d i n g r o b o t u n i f o rm i t y a p p l i c a t i o n b a r r i e r s 汽轮机空心静叶因具有 中空疏水结构而大大 提高了叶片的耐腐蚀性能 蒸汽效率 同时又因其 质量轻 材料利用率高 成本低等优势而成为未来 静叶的发展方 向 并被广泛应 用于各类超临界及 超超临界汽轮机机组 中 空心静叶 的中空结 构主要通过板材焊接而成 而焊接尤其是 自动化 焊接工艺是实现空心静叶规模化生产以及质量稳 定的前提条件 目前空心静叶机械化制造除瑞士 B i n d e r 外鲜有报导 而国内则 主要是无锡透平叶 片有限公 司采用 手工焊接生产 工艺和质量都有 待改善 且劳动强度大 效率低 因此 空心静叶 的自动化焊接成为一种迫切需求 然而美中不足的是 焊接 自动化技术 的应用 本身存在着一定 的技术瓶颈 即对产品一致性要 求极为苛刻 这也是实现 自动化焊接的基本条件 针对焊前零件一致性 问题 除了不 断提高构件本 身的几何尺寸加工精度 外 目前 的研究 主要局 限 于机器人辅助设备 的试验开发 引 并且类似的技 术在汽轮机空心静 叶制造领域 中 其应用在 国内 为空白 因此 如何降低 自动化对构件一致性的 依赖或是在现有一致性工艺条件下完成空心静叶 焊接 自动化将是本文讨论的重点 1 空心静叶制造工艺特点 汽轮机空心静叶的主要 制造工 艺过程如下 板材下料一均匀化退火一冲压一坡 口加工一焊 接一 叶片检测一成型加工等 采用 I R B