专利名称：立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮的焊接制造工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种生产立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮的焊接制造工艺方法。
背景技术：
以往生产水泵泵轮均为中型和小型泵轮，其结构简单，叶片扭曲程度较小，装配和焊接难度小。对于大型高扬程泵轮，由于水力性能对其结构的特殊要求，叶片扭曲严重，开口很小，装配难度大，叶片与上冠、下环间焊缝焊接可达性不佳，采取传统的装配焊接技术无法完成生产制造。发明的内容本发明提供一种保证立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮的公差以及质量的一种装配焊接制造工艺方法。本发明的技术方案为:1)按照图纸要求，使用铸造和加工的方法制造上冠内环、上冠外环、下环内环和下环外环，泵轮叶片使用锻件模压成型加数控加工的方法制作；2) —次装配:按照图纸要求，将上冠内环和外环装配到一起；将上冠倒置平放于平台上，装配叶片、下环的内环和外环；3)拆除:调整尺寸满足图纸要求后，拆除上冠的外环和下环的外环；4) 一次焊接与打磨:穿轴焊接叶片与上冠内环、下环内环的焊缝，打磨焊缝圆角；5) 二次装配:按照图纸要求，装配上冠外环；6) 二次焊接与打磨:穿轴焊接叶片与上冠外环的焊缝，焊接上冠内外环之间的焊缝，打磨焊缝圆角；7)三次装配:按照图纸要求，装配下环外环；8)三次焊接:穿轴焊接叶片与下环外环的焊缝，焊接下环内外环之间的焊缝；9)清理:清理焊接产生的焊接飞溅；10)粗磨:粗磨叶片与上冠、下环焊缝的圆角及过流面；11)去应力退火:按照退火工艺要求进行去应力退火；12)精磨:精磨叶片与上冠、下环焊缝的圆角及过流面。水泵的泵轮一般由上冠、下环和泵轮叶片组成。为保证泵轮的抗锈蚀能力，上述三种部件一般由不锈钢制作。上冠、下环一般是铸钢，铸造后加工成图纸要求尺寸；泵轮叶片一般由钢板、铸钢或锻钢制作，备料后加工成图纸尺寸。本发明适用于大型立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮。对于大型立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮，传统工艺方法无法保证焊接可达性和焊接质量。按照以往的工艺方法，泵轮的上冠、下环为整体结构，整体装配焊接。但随着水泵扬程和功率的大幅提高，叶片扭转角度增大，开口高度极小，如按照传统的工艺方法，上冠、下环与叶片间焊缝无法全部完成，焊接质量难以保证。本发明是大型水泵装配焊接工艺方法上的根本革新，是制造方法上本质上的改变。使用本发明的工艺方法，泵轮整体装配尺寸可以在第一次装配时得到保证。上冠、下环外环的拆除，为泵轮叶片进水边焊缝的焊接创造了条件，使原来无法焊接的焊缝变为可行。本发明采用整体装配三次拆装的装配焊接工艺方法代替原有的整体装配焊接工艺方法，使焊接可达性大幅提高，保证了泵轮焊缝的质量，保证泵轮关键尺寸稳定性，大型泵轮装配焊接质量明显提升。
图1是立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮的结构示意图。图2是立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮的工艺方法原理图。
具体实施例方式本发明提供一种保证立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮的公差以及质量的一种装配焊接制造工艺方法。本发明的技术方案为:I)按照图纸要求，使用铸造和加工的方法制造上冠内环、上冠外环、下环内环和下环外环，泵轮叶片使用锻件模压成型加数控加工的方法制作；2) 一次装配:按照图纸要求，将上冠内环和外环装配到一起；将上冠倒置平放于平台上，装配叶片、下环的内环和外环；3)拆除:调整尺寸满足图纸要求后，拆除上冠的外环和下环的外环；4) 一次焊接与打磨:穿轴焊接叶片与上冠内环、下环内环的焊缝，打磨焊缝圆角；5) 二次装配:按照图纸要求，装配上冠外环；6) 二次焊接与打磨:穿轴焊接叶片与上冠外环的焊缝，焊接上冠内外环之间的焊缝，打磨焊缝圆角；7)三次装配:按照图纸要求，装配下环外环；8)三次焊接:穿轴焊接叶片与下环外环的焊缝，焊接下环内外环之间的焊缝；
9)清理:清理焊接产生的焊接飞溅；10)粗磨:粗磨叶片与上冠、下环焊缝的圆角及过流面；11)去应力退火:按照退火工艺要求进行去应力退火；12)精磨:精磨叶片与上冠、下环焊缝的圆角及过流面。如图1所示为立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮结构示意图，整个泵轮由上冠内环1、上冠外环2、泵轮叶片3、下环外环4和下环内环5组成。如图2所示为本发明工艺方法原理示意图。为了保证叶片3与上冠内环1、下环内环5的焊缝可达性，在焊接上述焊缝时，不带有上冠外环2和下环外环4。需用装备:.焊接专用工具轴.熔化极气体保护焊机.2000t 油压机.卷尺 搭板、螺栓.强光手电.叶片成型模具.叶片回火专用支撑工具.退火炉.转轮叶片进出口角度检查样板及样板架.防变形工具2套具体工艺步骤:
.备料，按照图纸要求，使用铸造和加工的方法制造上冠(内环和外环)和下环(内环和外环)；.叶片模压成型，叶片放入退火炉内加热，升温速度(40°C 60°C )/小时，加热到1100°C，保温140分钟，压型。叶片摆放好后，以油压机最大压力带动上模缓慢下压至合模，然后上模抬起10mm，再下压合模，如此重复操作两次，当叶片的周边温度达到800°C后通水冷却叶片，叶片在模具中冷却时，压力尽量不变，最小压力保持为800t。当叶片压力冷却至300°C时，油压机再以最大压力加压，叶片在模具中冷却时，压力尽量保持不变，最大压力保持1200t，直至叶片周边温度达到室温；.叶片回火及加工，叶片在炉内立放，放置于专用支撑工具上，回火温度为630°C，保温140分钟后在空气中冷却，升温速度(40°C 60°C )/小时；对叶片进行喷砂处理，去除氧化皮，转加工；.一次装配:按照图纸要求，将上冠内环、上冠外环装配到一起，调平上冠，按照顺序装配叶片，装配下环内环、外环，调整尺寸直至合格，检查转轮进出口角度，将上冠内环、下环内环与叶片搭焊牢固；.拆除:拆除上冠外环和下环外环；装配叶片开口防变形工具I套；.—次焊接与打磨:将焊接专用工具轴与泵轮装配到一起，将工具轴卧放，焊接上冠内环、下环内环与叶片之间的焊缝，打磨焊缝圆角；.二次装配:一次焊接后，装配上冠外环，调整尺寸合格后搭焊牢固；装配焊接防变形工具I套；.二次焊接与打磨:焊接叶片与上冠外环的焊缝、上冠内环与外环焊缝，打磨焊缝圆角；.三次装配:二次焊接后，装配下环外环，调整尺寸合格后搭焊牢固；.三次焊接:焊接叶片与下环外环的焊缝，焊接下环内外环间的焊缝；.清理:清理过流面上的焊接飞溅；.粗磨:打磨焊缝圆角；.去应力退火:按照退火工艺要求进行去应力退火；.精磨:精磨叶片与上冠、下环焊缝的圆角及过流面。本发明是大型水泵装配焊接工艺方法上的根本革新，是制造方法上本质上的改变。本发明中对泵轮的三次装配三次焊接的工艺方案是首次应用，是根据本泵轮结构独创的。使用本发明的工艺方法，泵轮整体装配尺寸可以在第一次装配时得到保证。上冠、下环外环的拆除，为泵轮叶片进水边焊缝的焊接创造了条件，使原来无法焊接的焊缝变为可行。2套防变形工具的使用，克服了泵轮焊接过程中叶片间弦距、上冠下环变形的问题。本发明采用整体装配三次拆装的装配焊接工艺方法代替原有的整体装配焊接工艺方法，使焊接可达性大幅提高，保证了泵轮焊缝的质量，保证泵轮关键尺寸稳定性，大型泵轮装配焊接质量明显提升。
权利要求
1.一种立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮的焊接制造工艺方法，其特征是: 1)按照图纸要求，使用铸造和加工的方法制造上冠内环、上冠外环、下环内环和下环外环，泵轮叶片使用锻件模压成型加数控加工的方法制作； 2)一次装配:按照图纸要求，将上冠内环和外环装配到一起；将上冠倒置平放于平台上，装配叶片、下环内环和下环外环； 3)拆除:调整尺寸满足图纸要求后，拆除上冠外环和下环外环； 4)一次焊接与打磨:穿轴焊接叶片与上冠内环、下环内环的焊缝，打磨焊缝圆角； 5)二次装配:按照图纸要求，装配上冠外环； 6)二次焊接与打磨:穿轴焊接叶片与上冠外环的焊缝，焊接上冠内外环之间的焊缝，打磨焊缝圆角； 7)三次装配:按照图纸要求，装配下环外环； 8)三次焊接:穿轴焊接叶片与下环外环的焊缝，焊接下环内外环之间的焊缝； 9)清理:清理焊接产生的焊接飞溅； 10)粗磨:粗磨叶片与上冠、下环焊缝的圆角及过流面； 11)去应力退火:按照退火工艺要求进行去应力退火； 12)精磨:精磨叶片与上冠、下环焊缝的圆角及过流面。
全文摘要
本发明是一种保证立轴单级单吸离心式大型水泵泵轮的焊接制造质量的一种先进的工艺方法。是大型水泵装配焊接工艺方法上的根本革新，是制造方法上本质上的改变。使用本发明的工艺方法，泵轮整体装配尺寸可以在第一次装配时得到保证。上冠、下环外环的拆除，为泵轮叶片进水边焊缝的焊接创造了条件，使原来无法焊接的焊缝变为可行。本发明采用整体装配三次拆装的装配焊接工艺方法代替原有的整体装配焊接工艺方法，使焊接可达性大幅提高，保证了泵轮焊缝的质量，保证泵轮关键尺寸稳定性，大型泵轮装配焊接质量明显提升。
文档编号B23P15/00GK103143900SQ201310111378
公开日2013年6月12日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者张伟华, 林磊, 邱希亮, 魏方锴, 乔宏来, 杜金程, 李滨, 闫海滨 申请人:哈尔滨电机厂有限责任公司